模具热处理工艺是怎样的？

我们知道，根据行业的要求，热处理工艺主要分为整体热处理、表面热处理、化学热处理三大工艺类型。而在模具制造中经常采用的是：退火、淬火、回火、调质等整体热处理工艺，以及渗碳、渗氮、碳氮共渗等化学热处理工艺。热处理工艺按工件在加工过程中要求或所处工序位置不同又可分为预备热处理和最终热处理两类。预备热处理的目的在于消除先前加工所造成的某些缺陷，如晶粒粗大、带状组织等；或降低硬度适应以后机加工的需要；或为调整组织状态、消除内应力为最终热处理做好组织准备。预备热处理一般指退火、正火和调质，主要对象是锻件、铸件和粗加工工件。降低硬度，改善削性能。削除偏析，均匀成分，改善铸造、轧制、锻造和焊接过程中的组织缺陷，消除残留应力。细化晶粒，改善性能，并为最终热处理准备良好的金相组织。恢复塑性、韧性，便于冷变形加工。消除内应力，稳定尺寸，减少淬火变形和裂纹。

据我们所知，技术介绍，TD覆层处理是热扩散法碳化物覆层处理(Thermal Diffision Carbide Coating Process)的简称，英文简称TD coating。因该技术由日本丰田中央研究所首先研制成功并申请专利，又被称为Toyota Diffusion Process,简称TD Process即TD处理。我国也称作熔盐渗金属。无论其名称如何，其原理都是将工件置于熔融硼砂混合物中，通过高温扩散作用于工件表面形成金属碳化物覆层，该碳化物覆层可以是钒、铌、铬、钽、钛等的碳化物，也可以是其复合碳化物，其中应用最广泛的是碳化钒覆层。大量的实践证明，TD覆层处理碳化钒覆层是目前解决拉伤问题经济而最有效的方法之一，并可以提高工模具或零部件寿命数倍至数十倍，极具使用价值。适用范围，TD覆层处理适用材料及使用范围 1、适用材料： 只要工件的材料含有一定量的碳，如含碳量大于0.3%的各类钢铁材料,硬质合金等，都可以在工件表面形成VC覆层。但根据使用条件的不同，要获得良好的使用效果，材料的选择颇有讲究。对于一般的拉伸、翻边、弯曲、辊压成型等模具一般推荐高铬冷作模具钢，如日本的SKD11， DC53;美国的D2;瑞典的XW-42;国内的Cr12MoV，Cr12Mo1V1。对于特殊工况，有可能需要选择其它材料。

经典案例，汽车冲压件成型模具 高强度钢板和厚料板的成型，未经表面处理表面拉伤严重，有些甚至无法正常生产。经TD覆层处理后，一方面根本上解决工件表面的拉伤问题，无须经常停机修磨模具，提高了生产效率，改善了产品的外观，另一方面模具寿命一般可以达到数十万件，可以保持冲压件尺寸的一致性，提升产品品质。主要效益，采用TD覆层处理的主要效益 1、就成型类模具而言，由于解决了模具表面的拉伤问题，带来的好处是：生产中无须经常停机修模，大幅度提高了生产效率，改善了产品的外观; 2、由于模具的寿命大幅度的提高，提高了被加工产品的尺寸均一性，提升了产品的品质; 3、由于大幅度提高工模具或工件的使用寿命，节省生产成本或运行成本。应用注意事项，TD覆层处理温度是850℃-1050℃，是一种高温处理过程，处理过程中必然会产生热应力;对于钢铁材料而言升温与降温过程一般都还会有相变过程，相变的结果会形成相变应力和工件比容的变化。热应力，相变应力，比容的变化都会使工件产生变形甚至开裂的现象。而一般TD覆层处理是模具的最终加工工序，处理后不容许再加工，所以TD覆层处理技术能否成功应用的关键是第一：形成合格的表面覆层;第二：尽量减小工件的变形，并杜绝开裂现象。

我们知道，模具在热处理过程中，应特别注意保护型腔表面，防止表面氧化、侵蚀、脱碳或增碳。如果表面碳量过高，则会使残余奥氏体增多，难以或根本无法抛光。淬火冷却时，应采用较缓和的冷却介质，以免变形和淬裂。可采用延迟冷却淬火或热浴淬火或空冷。采用易切削预硬钢，可免除淬火而发生变形；采用马氏体时效钢或优质低合金时效钢，可使时效变形率控制在0.05%以内；在粗加工和精加工之间及在高精加工之前进行去应力处理，可清除因加工残余应力导致的变形；采用合理的热处理工艺，使模具钢获得稳定的组织，可避免因组织转变引起的变形；采用热胀系数小的钢材，可减小热胀冷缩引起的变形。模具回火应充分，回火温度应高于工作温度，以免在工作时模具继续发生回火转变，因而在模腔表面出现组织应力。