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老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

表面处理技术的TD法

钢铁零件表面如果渗钒、铌、钛、钽等合金元素可获得碳化物型渗层。这类渗层的硬度

和耐磨性极高，硬度可达1800～3200HV，而且工艺简便易行，不需复杂的设备，应用于模

具，可使使用寿命提高几倍乃至几十倍，经济效益很好。形成金属碳化物型渗层有三种方法，

即硼砂盐浴法、粉末法和气体法。其中TD法（ThermalDiffusion直译热扩散）是特指以硼

砂为基的盐浴渗钒、渗铌、渗铬并形成碳化物的方法，有人又称为反应浸镀法。TD法是在

熔融的硼砂中加入欲渗的元素或其合金的粉粒，然后将零件浸入其中，靠欲渗元素原子向零

件表面扩散并与零件基体的碳原子形成金属的碳化物覆层来改善零件表层性能的工艺方法。

如果硼砂浴中加入了与氧亲和能力大于硼的活泼元素或化合物作为还原剂，即可还原出

活性硼原子，从而实现渗硼；如果向硼砂浴中加入与氧亲和力小于硼的金属及合金如钒、铌、

钽、钛、钨、钼、铬、硅及其铁合金等，就不能还原出硼原子，而这些金属在硼砂浴中以高

度弥散态悬浮的形式存在，并以硼砂浴为载体，在高温下通过盐浴不断对流，与被处理零件

表面接触、吸附并向内部扩散，达到渗金属的目的。与此同时，基体中的碳向表面迁移，从

而在表面获得碳化物覆层。

在硼砂浴中加入钒、铬、铌等金属氧化物，并同时添加适量的铝等为还原剂，由于以下

反应，也可以获得金属碳化物覆盖层。

CrO＋2A1→A1O＋2[Cr]

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3VO十10A1→5A1O＋6[V]

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3NbO＋10A1→A1O＋6[Nb]

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硼砂浴中渗金属的处理温度为800～1200℃保持时间为1～l0h。处理后可根据要求油淬

或在熔盐中淬火等。

TD法具有以下优点：设备简单，工艺简便易行，无公害；被覆层均匀、致密而平整，

与母材结合良好，不易剥落；涂覆材料和基体材料广；价格低廉。

一、盐浴渗钒

盐浴渗钒是在中、高碳钢或合金钢表面，被覆硬度为2800～3200HV的钒碳化物层，以

提高模具的耐磨性和抗粘着性能。渗钒可在高温坩埚电阻炉内进行。

渗钒盐浴成分配比：NaBO85%+VO粉10%（或钒铁粉）十Al粉5％；也可以采用

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钒铁粉10％+NaBO（脱水）90％。

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模具渗钒温度为850～1200℃，渗钒时间2～6h。模具渗钒后可进行空冷、油冷或水冷。

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渗钒层厚度为4～16μm，渗层主要由碳化物层和过渡层组成。碳化物层主要由VC多晶

体构成，过渡层碳含量和钒含量比碳化物层低。

渗钒件大多为冷作模具，常用钢种为T8、T10、T12、Cr12、Cr12Mo、Cr12MOV、9SiCr、

GCr15、CrWMn、W18Cr4V，有时也可用45钢或40Cr。如用中碳钢，最好先渗碳再渗钒，

以免贫碳区宽展。模具要求基体有较高强度时，渗钒后应升温如Cr12MoV等，或降温如T10

等直接淬火。就模具而言，碳化钒层之下应为回火马氏体，未淬硬区则为索氏体。直接淬火

的另一优点是粘附在模具表面的硼砂与渗剂，可在急冷时爆离。