1、長沙特耐金屬材料科技有限公司長沙特耐金屬材料科技有限公司 TopwellwearTopwellwear系列金屬表面硬化處理技術系列金屬表面硬化處理技術 TD覆層處理覆層處理 TM處理技術處理技術 TBM處理技術處理技術目目 錄錄TopwellwearTopwellwear一、公司簡介一、公司簡介二、二、TDTD覆層處理技術介紹覆層處理技術介紹 1.TD1.TD覆層處理技術發展歷史及應用狀況覆層處理技術發展歷史及應用狀況 2.TD 2.TD覆層處理基本原理覆層處理基本原理 3.TD 3.TD覆層處理工藝過程覆層處理工藝過程 4.TD 4.TD覆層處理技術性能特點覆層處理技術性能特點 5.TD 5

2、.TD覆層處理應用覆層處理應用 6.TD 6.TD覆層處理典型應用實例覆層處理典型應用實例 7.TD 7.TD覆層處理產生的效益覆層處理產生的效益 8.TD 8.TD覆層處理注意事項覆層處理注意事項三、三、TMTM處理技術簡介處理技術簡介四、四、TBMTBM處理技術簡介處理技術簡介五、復合處理技術簡介五、復合處理技術簡介l公司概況公司概況l公司理念公司理念l公司圖片公司圖片l相關證書相關證書TopwellwearTopwellwear一、公一、公 司司 簡簡 介介TopwellwearTopwellwear公司概況公司概況 長沙特耐金屬材料科技有限公司是一家專業從事金屬材料表面處理技術的研究開

3、發和生產應用的高新技術企業。公司成立于2001年，2003年注冊為現名。目前公司擁有7000余平方米的特種表面處理技術加工和研發基地；齊全的生產、實驗和檢測設備；資深的表面處理技術專家；多項首創的表面處理技術；完善的管理團隊和經驗豐富的從業隊伍；多年來企業重力推行ISO9001質量管理體系，并獲認證通過。公公 司司 簡簡 介介TopwellwearTopwellwearl公司理念公司理念 公司以“專業，誠信，創新”為理念，以領先的的表面處理技術科技努力為客戶創造價值。 特耐公司是國內第一家專業從事TD覆層處理的廠家，十余年來已為數千家國內外企業提供了專業的TD覆層處理加工服務，我們的工作幫助大

4、量企業解決了難題或創造出極高的價值，深受客戶的好評。近年來為滿足市場需求公司不斷創新，首創出數項極具使用價值的表面處理新技術，必將為社會和客戶創造更大價值。公司外景車間一角生產車間檢測室檢測室 檢 測 室TopwellwearTopwellwear相關證書相關證書TopwellwearT1.TD覆層處理技術發展歷史及應用狀況覆層處理技術發展歷史及應用狀況有關TD覆層處理技術的由來TD覆層技術在我國發展歷史及現狀我公司對TD覆層技術的貢獻TopwellwearTTopwellwearTopwellwear有關有關TD覆層處理技術的由來覆層處理技術的由來 TD覆層處理技術是熱擴散法碳化物覆層處理（

5、Thermal Diffusion Carbide Coating Process）的簡稱，我國也稱作熔鹽滲金屬，其基本原理早在五六十年代前蘇聯的文獻中就可以看到，七十年代初日本豐田公司申請了專利，并以TD處理（Toyota Diffusion Process）商品命名。從上世紀八十年代開始，該技術先后在日，英、美，韓，法，德等國家得到了廣泛的應用。TD覆層技術在我國發展歷史及現狀覆層技術在我國發展歷史及現狀TopwellwearTopwellwear 國內七十年代初即已開始研究此項技術，七十年代末至八十年代初研究進入高峰期，到目前已有數十家單位對該技術進行過研究，發表文章數百篇，專利數項。實

6、際上此項技術中國在八十年代中期就開始起草了技術標準，即：JB/T4218-946硼砂熔鹽滲金屬，該標準于1994-10-25批準。但這些研究成果大多沒有經過長時間生產實踐的考驗，應用中總是存在諸多的問題，所以從七十年代至九十年代，盡管研究的人很多，但沒有一家專業從事該項技術加工的廠家。我司研究人員經過近十年的研究，于2001年成立國內第一家對外承接TD覆層加工業務的廠家。經過多年的市場培育，更得益于國內制造業特別是汽車制造業的高速發展，市場的需求和人們對于該技術價值的逐步認識，其使用量正在快速增加。隨著TD覆層處理加工量的加大，生產廠家正不斷增多，但TD覆層處理加工質量層次參差不齊，目前國內外

7、還缺乏統一的技術標準，實際覆層處理質量和使用效果千差萬別。我公司對我公司對TD覆層技術的覆層技術的貢獻貢獻TopwellwearTopwellwear 我公司的研究人員從1991年開始研究該項技術，通過十余年的艱苦研究和生產實踐，在無數的失敗和成功的錘煉中，使我公司的技術不斷成熟，也形成了一套擁有自有核心技術的技術體系，并于2001年在國內第一家推出專業從事該項技術來料加工的廠家。公司成立之初，由于人們不認識此項技術的價值，我司在許多行業進行了多年艱苦的推廣工作，并已大批量成功應用到汽車、家電、五金、制管、冶金等行業的引伸、彎曲、翻邊、輥壓成型、冷鐓、沖裁、粉末冶金等類模具和一些零部件上，積累

8、了豐富的實踐經驗，鍛煉出一支專業的從業隊伍，技術細節不斷完善。經我公司TD覆層處理后的模具或根本上解決了工件表面的拉傷問題，或大幅度提高了模具或工件的使用壽命，或替代進口，取得了極優異的使用效果，獲得良好的社會經濟價值和大量客戶的贊譽。近年來針對傳統TD覆層處理技術存在的一些瓶頸問題，我司不斷創新，獨創出性能和使用效果更為優異的TM處理技術。TopwellwearTopwellwear2.TD覆層處理基本原理覆層處理基本原理 TD覆層處理技術的原理是將工件置于含有活性金屬元素釩、鈮、鉻、鉭、鈦等的特種介質中（這種介質可以是固態粉末也可以是液態熔鹽，本介紹主要為液態熔鹽介質），在850-1050

9、高溫作用下，工件內部的碳原子擴散至工件表面并與上述金屬原子結合，于工件表面形成一層數微米至數十微米的金屬碳化物覆層， 該碳化物覆層可以是釩、鈮、鉭、鉻、鈦的碳化物，也可以是其復合碳化物，目前應用最廣泛的是碳化釩覆層，以下介紹主要為碳化釩覆層，其組織結構形態見如下照片。TopwellwearTopwellwearTD覆層碳化釩組織結構照片覆層碳化釩組織結構照片Cr12MoV TD 覆層及基體的金相顯微組織，500 TopwellwearTopwellwearTD覆層處理設備示意圖覆層處理設備示意圖1、工件2、加熱元件3、坩堝4、爐蓋TopwellwearTopwellwearTD覆層形成示意圖覆

10、層形成示意圖 添加粉末碳化物 形成元素的原子 碳原子 鐵原子 合原子母材母材 TD覆層覆層 鹽浴鹽浴TopwellwearTopwellwear常規處理工藝過程為：3.TD3.TD覆層處理工藝過程覆層處理工藝過程工件檢查工件檢查（包括外觀，裂紋，尺寸，硬度等）拋光拋光裝吊裝吊淬火淬火TD覆層處理覆層處理（850-1050）預熱預熱回火回火（1-3次）清理清理入庫入庫拋光拋光尺寸調整尺寸調整檢驗檢驗檢驗檢驗4.TD4.TD覆層處理技術性能特點覆層處理技術性能特點TopwellwearTopwellwear高硬度高耐磨性抗粘接（咬合）覆層與基體冶金結合極高的耐腐蝕性能可多次重復處理表面覆層不受工件

11、形狀的限制TopwellwearTopwellwear高硬度高硬度工藝工藝Cr12MoVCr12MoV，SKD11SKD11，D2D2淬火回火淬火回火 滲碳滲碳滲氮滲氮鍍硬鉻，鍍硬鉻，化學鍍化學鍍Ni-PNi-P滲硼滲硼PVDPVD，PCVDPCVD硬質合硬質合金金TDTD覆層處覆層處理理硬化硬化相相馬氏體及馬氏體及碳化物碳化物馬氏馬氏體及體及碳化碳化物物氮化氮化物物 Fe2B,Fe2B,FeBFeBTiN,TiN,TiCNTiCNWC+CoWC+CoVCVC硬度硬度（HVHV）TopwellwearTopwellwear高耐磨性高耐磨性 試驗數據和實際使用結果表明，在磨粒磨損，粘著磨損，氧化

12、磨損的條件下，TD覆層VC具有與硬質合金相當有時更具優勢的耐磨性能。TopwellwearT各種覆層抗磨損情況TopwellwearT各覆層抗磨損情況TopwellwearT各種材料表面磨損情況TopwellwearTopwellwear抗粘接（咬合抗粘接（咬合） 實驗證明，無論配對材料是難加工的不銹鋼，還是其它各種鋼材或有色金屬，TD覆層處理都表現出較硬質合金更高的抗粘結（咬合）性能。該技術也是目前解決因粘結（咬合）而引起拉傷問題最有效而經濟的方法。TopwellwearTopwellwear覆層與基體冶金結合覆層與基體冶金結合 由于是擴散形成的，TD覆層與基體形成冶金結合，這一點對于發揮T

13、D覆層的高耐磨、高抗粘結（咬合）性能尤其重要。如引伸、彎曲、翻邊、薄板輥壓成型、冷鐓、粉末冶金等模具，一般情況下，鍍硬鉻，PVD或PCVD鍍層由于膜基結合力較小很容易過早脫落，發揮不出硬化層的性能特點，而TD覆層一般都可以勝任。TopwellwearT各中材料表面剝落情況TopwellwearT各種覆層抗剝離比較TopwellwearTopwellwear極高的耐腐蝕性能極高的耐腐蝕性能 實驗證明，在許多場合，TD覆層具有較不銹鋼更好的耐蝕性能。 TopwellwearTopwellwear可多次重復處理可多次重復處理 中高合金鋼工件的TD覆層磨損或損壞后,僅需修復損壞部位,即可再進行TD覆層

14、處理。而鍍硬鉻、PVD或PCVD鍍層則需將工作部位的所有原來的鍍層去除，方可再進行這些處理。TopwellwearTopwellwear表面覆層不受工件形狀的限制表面覆層不受工件形狀的限制 TD覆層加工是浸入均勻的高溫鹽浴中進行的，所以只要高溫鹽浴能夠浸入的部位都可以形成覆層。5.TD覆層處理應用覆層處理應用TopwellwearTopwellwear適用材料適用工況在汽車制造業的應用TopwellwearTopwellwear適用材料適用材料 只要工件的材料含有一定量的碳，如含碳量大于0.3%的各類鋼鐵材料,硬質合金等，都可以在工件表面形成TD覆層。實際應用中，為取得最佳使用和經濟效果，應根

15、據具體工況及綜合考慮各方因素選擇工件的材料。 對于承載較大，精度較高的工件如各種模具一般推薦各類中高合金模具鋼，如日本SKD11,KD11S，SLD，DC11，DC53，SKD61；美國的D2，H13；瑞典的XW-42，ASSAB88；中國的Cr12MoV, Cr12Mo1V1，Cr12，Cr5MoV，4Cr5MoV，硬質合金等。 特殊場合基材的選擇需要專業的指導。TopwellwearTopwellwear適用工況適用工況 TD覆層處理已成功應用于解決或改善這樣一些問題： 1）由各種磨損所引起的模具與工件或工件與工件之間的拉傷、粘附問題，如各類鋼板或有色金屬的拉伸、彎曲、翻邊、滾壓成型等成型

16、模具或其它有相對運動的工件表面，TD覆層處理是目前解決此類問題最好的方法之一，并可提高使用壽命數十倍以上。 2）因磨損而引起的工件尺寸超差等問題，如沖裁，冷鐓，粉末冶金等模具或其它配件,通過TD覆層處理后,可提高使用壽命數倍至數十倍。TopwellwearTopwellwear在汽車制造業的應用在汽車制造業的應用各種汽車零部件成型模具典型的如：各種汽車零部件成型模具典型的如：1 1、底盤各種梁類零件成型（包括鑲塊組合式）模具；、底盤各種梁類零件成型（包括鑲塊組合式）模具；2 2、汽車內飾鋼結構件成型模具；、汽車內飾鋼結構件成型模具；3 3、車輪鋼圈成型模具；、車輪鋼圈成型模具；4 4、消音器模

17、具。、消音器模具。TopwellwearTopwellwear6.TD6.TD覆層處理典型應用實例覆層處理典型應用實例汽車沖壓成型類模具汽車沖壓成型類模具 見照片1所示汽車配件模具鑲塊，其加工的是3.2mm厚強度為400MPa左右的高強度鋼板，該模具在沒有進行TD覆層處理以前加工的工件表面出現嚴重的拉傷，拉傷問題的出現降低生產效率，惡化工件的表面質量，降低了模具壽命。通過對模具進行TD覆層處理以后，可以根本上解決工件表面的拉傷問題，并可以提高模具壽命至20-30萬沖次。TopwellwearTopwellwear汽車沖壓成型類模具汽車沖壓成型類模具TopwellwearTopwellwear框

18、架引伸凹模框架引伸凹模TD處理效果處理效果 模具材料Cr12MoV,被加工材料為0.8mm厚低碳鋼板，該模具不處理使用不到十次工件表面就會出現拉傷，因是生產線上的模具，無法正常進行生產，TD覆層處理后，一般可以達到200-300萬件。TopwellwearTopwellwear框架引伸凹模框架引伸凹模TopwellwearTopwellwear 翻邊沖頭翻邊沖頭TD處理效果處理效果 模具材料Cr12MoV,被加工材料為鎳基合金，該模具不處理使用2-3千次工件即會出現拉傷，TD覆層處理后，一般可以達到100萬件以上。TopwellwearTopwellwear翻邊沖頭翻邊沖頭Topwellwea

19、rTopwellwear車輪鋼圈成型輥輪車輪鋼圈成型輥輪TD處理效果處理效果 原來采用模具材料CrWMn,進行鹽浴氮化處理，壽命1000次左右，工件和模具即嚴重拉傷，甚至卡死，后改用模具材料Cr12MoV，并TD覆層處理后，一般可以達到8萬件以上。TopwellwearTopwellwear車輪鋼圈成型輥輪車輪鋼圈成型輥輪TopwellwearTopwellwear沖裁模沖裁模TD處理效果處理效果 模具材料Cr12MoV,被加工材料為0.5mm低碳鋼板，TD覆層處理后壽命提高4倍以上。TopwellwearTopwellwear沖裁模沖裁模TopwellwearTopwellwear粉末冶金模

20、粉末冶金模TD處理效果處理效果 被加工材料為磁鐵粉，原來模具材料Cr12，壽命1-2萬次，后改用Cr12MoV或SKD11，并進行TD覆層處理，壽命達到20-40萬次，壽命提高10-20倍。TopwellwearTopwellwear粉末冶金模粉末冶金模TopwellwearTopwellwear硬質合金拉伸凹模硬質合金拉伸凹模 該類模具不進行表面處理很難正常生產，其主要問題是，工件表面會出現細微的拉絲痕跡，因工件是外觀件，表面又不允許有任何痕跡。經過TD覆層處理后，模具壽命可以達到20-30萬件。硬質合金拉伸凹模硬質合金拉伸凹模TD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片Topwellwea

21、rTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片Topw

22、ellwearTTD覆層處理部分工件照片覆層處理部分工件照片TopwellwearTopwellwearTopwellwearT公司部分合作伙伴公司部分合作伙伴湖南磐吉奧鄭州日產安徽華菱專業從事TD覆層處理7.TD覆層處理產生的效益覆層處理產生的效益因解決模具拉傷工件問題，改善產品外觀，增強產品競爭力。因解決模具拉傷工件問題，無需經常停機對模具進行打磨拋光，因工件或模具壽命大幅度提高，以上都可以大幅減少停機次數，提高生產效率，降低生產或運行成本。因工件壽命大幅度提高，確保被加工零件尺寸的一致性提升產品品質，增 強產品競爭力。無須潤滑或減少潤滑或無須高級潤滑產品。TopwellwearT8.TD

23、覆層處理注意事項覆層處理注意事項 實踐表明，無論冷作模具還是熱作模具或者零配件，要發揮出TD覆層抗拉傷、高耐磨的特性，母材硬度越高，對覆層支撐越好，覆層越不容易破壞，使用效果也就越好，為此一般情況下TD覆層處理的產品需要進行淬火處理以提高母材硬度。此外由于TD覆層很薄（一般20微米以下），TD覆層處理后工作面不允許再加工，所以TD覆層處理及隨后的熱處理必須確保產品尺寸在很小的范圍并滿足產品精度才有使用價值。基于上述考慮及大量實踐總結，要用好TD覆層處理技術必須特別注意以下事項。TopwellwearT1 1）材料要求）材料要求 對于各類尺寸要求較高的工模具或機械零件，建議采用熱處理微變形鋼，一

24、般推薦日本的SKD11，SLD，DC11，DC53，SKD61；美國的D2，H13；瑞典的XW-42；國產的Cr12Mo1V1，Cr12MoV，4Cr5MoVSi等中高鉻模具鋼；須說明的是，目前國產模具鋼材質量參差不齊，要是用國產的鋼材，建議用品質優良的鋼材，否則容易出現變形超差甚至開裂的問題。 TopwellwearT2 2）熱處理）熱處理 需要TD覆層處理的鋼制工件，可以不要進行最終的淬火回火熱處理。對于各類模具，實際運行中因要考慮試模，以及良好的表面拋光效果，一般需要進行淬火回火熱處理。工件的熱處理狀況對后續TD覆層處理后的變形量有重要影響。TD覆層處理前的熱處理，對于SKD11，Cr1

25、2MoV類的材料，一般建議的熱處理工藝為：980 - 1020淬火，200 回火2-4次；而對于汽車組合類鑲塊模具以及圈類模具或零件，特別推薦的熱處理工藝為：1020 -1040真空淬火，500-520 回火2-4次。無論是否熱處理或采用過何種熱處理工藝，TD覆層處理前如能預先告知我方，可以有效減小TD覆層處理后調整尺寸所需的時間。TopwellwearT3 3）設計方面）設計方面 對于鋼制模具，TD覆層處理后一般都有熱處理過程，為減少變形和杜絕開裂，工件設計時要盡量避免薄板（長厚比小于8），細長（長徑比小于8），大L型，U型和容易產生熱處理應力集中的結構，如截面的急劇變化，內尖角等。 Top

26、wellwearT 4 4）焊補問題）焊補問題 在模具加工過程中，由于種種原因，有可能需要焊補。特別是汽車高強度鋼板類成型模具，由于板料成型的復雜性，模具調試過程中經常有焊補現象。焊補過的模具如要進行TD覆層處理，對焊補材料和焊接方法有嚴格要求，原則是焊補過后可以進行正常的淬火回火等熱處理而在焊補處不出現裂紋；否則，TD覆層處理后的工件難以保證不出現裂紋；有關焊補材料及工藝見我司有關資料。TopwellwearT5 5）摩擦系數變化）摩擦系數變化 TD覆層處理過程中表面的拋光使模具表面粗糙度變小，另外TD覆層后摩擦副由原來的鋼板與鋼模之間的摩擦變成鋼板與金屬碳化物之間的摩擦，以上兩因素都使模具

27、與成型板料間的摩擦系數大大減小。對于尺寸較小和形狀簡單的模具，可以不考慮這一變化，對于大型且比較復雜的成型模具，必須考慮這一變化，否則，可能會出現TD覆層處理前能正常運行，而TD覆層處理后無法正常運行的情況。TopwellwearT6 6）其他表面處理的影響）其他表面處理的影響 要TD覆層處理的工件如已做過其它表面處理，如各類滲氮，滲硼，鍍硬鉻，PVD沉積等，需將原表面處理層徹底清除，否則會影響TD覆層的表面質量，而已做過我公司TD覆層處理的工件，只需將損傷部位修復即可再進行TD覆層處理，效果如新。TopwellwearT三三.TM處理技術簡介處理技術簡介 TM處理技術是我公司不斷創新于2011年研發出來的一種新技術，其制造方法、覆層厚度、膜基結合力、耐沖擊性能等與TD覆層基本一致，但TM覆層具有比TD覆層更高的硬度（HV可達3500-4200），因而具有比現有TD覆層處理技術更高的耐磨性能，初步實際使用結果表明，在同等條件下，其使用壽命是TD覆層處理壽命的2倍以上，目