TD表面覆層處理技術(shù)即熱擴(kuò)散形成金屬碳化物覆層的表面強(qiáng)化處理技術(shù)。其工藝過程是把含碳量>0.3%的鋼件放入含碳化物形成元素的熔融硼酸鹽浴中，使工件中的碳原子擴(kuò)散到表面，與鹽浴中的V、Nb和Cr等碳化物形成元素結(jié)合成很薄的碳化物覆層。因覆層與基體材料之間形成了冶金結(jié)合，故有很高的結(jié)合強(qiáng)度，而形成的碳化物覆層本身除了具有高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐熱疲勞性、良好的耐蝕性及抗咬合性能外，在TD處理后可立即進(jìn)行淬火強(qiáng)化使基體和覆層間具有良好的匹配性能，非常適合汽車軸承模具的使用要求和工作狀況，是一種很有前途的表面強(qiáng)化處理技術(shù)。本文對常用的汽車軸承模具鋼Cr12MoV表面進(jìn)行了TD鹽浴滲釩處理，探討了其碳化物覆層擴(kuò)散形成的動力學(xué)原理，并對TD處理所形成的強(qiáng)化表層的組織形貌及性能進(jìn)行了研究。

　　對Cr12MoV模具鋼工件表面進(jìn)行TD熔鹽浸鍍處理，鹽浴滲劑由硼酸、氯化鋇、氟化鈉、五氧化二釩和硅粉等組成，鹽浴處理溫度為980～1100℃。工序如下：表面除銹、除油→清洗→初拋光→表面活化→鹽浴滲釩→油淬→低溫回火→表面清洗。在TD鹽浴處理后的Cr12MoV模具鋼上截取試樣，首先在TR2000粗糙度測量儀上測試TD處理試樣的表面粗糙度，然后將與Cr12MoV鋼成型模同爐TD處理的試塊垂直切開，再取包含整個(gè)覆層斷面的試樣，制備金相試樣；用腐蝕劑(組成為：CuSO41.25g；CuCl22.5g；HCl：2ml；H2O：100ml，并加無水乙醇稀釋成1000ml)浸蝕1～2min后在光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡上觀察表層組織及覆層的結(jié)構(gòu)、厚度、與基體結(jié)合狀況等，并用能譜儀(EDS)進(jìn)行表面層微區(qū)成分分析，然后在顯微硬度計(jì)上測試硬度，并對其進(jìn)行TD處理擴(kuò)散動力學(xué)分析和碳化物覆層的耐磨性測試。

　　TD鹽浴處理后Cr12MoV鋼表面硬度顯著提高，很顯然，表面硬度的提高必然會大幅度改善合金的耐磨性能。在高速環(huán)塊磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行無潤滑和純滑動磨損實(shí)驗(yàn)(轉(zhuǎn)速400r/min，摩擦力49N，時(shí)間1600min)。根據(jù)耐磨性能測試結(jié)果，TD鹽浴處理前Cr12MoV鋼試樣的磨損率為0.357g/h，而TD處理后的磨損率為0.011g/h。由此可見，經(jīng)TD處理后，試樣的耐磨性有了很大的提高。由于Cr12MoV在TD過程中，V也向表層擴(kuò)散，促進(jìn)了C的擴(kuò)散，生成更多的合金碳化物，所以其耐磨性高于Cr12鋼。此外，TD鹽浴處理對Cr12MoV鋼試樣表面粗糙度的影響不大，說明可直接對Cr12MoV鋼制冷作模具成品進(jìn)行TD鹽浴處理，無需再進(jìn)行精加工，則在最終處理或修復(fù)后就可以直接投入使用。