在现代生产中,模具是大批量生产各种制品的重要工艺装备,直接影响制品的质量和技术经济效益。随着科学技术的发展和市场竞争越来越激烈,对模具的性能要求越来越苛刻,寿命问题日益突出。表面强化技术作为提高模具使用性能和使用寿命的一种重要手段,在模具工业中占有十分重要的地位,得到了国内外的广泛重视。 TD法盐浴渗钒是TD法盐浴渗金属技术的一种,具有理论成熟,工艺稳定,处理效果好和价格低廉的特点。该工艺所形成的覆层在常温下具有良好的稳定性,具有优异的抗磨损能力,在冷作模具和零件的表面强化中应用效果良好。 TD法盐浴渗钒获得的覆层与基体结合力强于PVD、CVD等方法获得的结合力,覆层耐磨性能优异,但该法存在盐浴寿命不高、盐浴腐蚀严重、工件变形大以及表面粘盐清理困难等一系列难点,限制了该工艺在国内的推广应用。 针对上述难点,本文归纳了TD法的相关理论基础,总结和分析了以往的经验教训,对盐浴、模具选材、TD-QT综合处理等影响覆层性能的关键环节进行了研究;寻求一种工艺稳定、操作简单、效果良好的可应用于工业化生产的冷作模具表面处理工艺。 本文首先对覆层反应的热力学、动力学、稀土催渗等相关理论进行了归纳与分析。并进行了在混合盐浴中分别添加25%、35%、45%、55%的硼砂的盐浴性能对比试验,主要考察了盐浴的覆层能力和表面粘盐的清理性能。试验得出,含硼砂45%的混合盐浴具有较好的综合性能。 在盐浴试验的基础上,研究了20号钢、45号钢、T8、T10等一系列不同含碳量的基体对覆层性能的影响,主要考察碳含量对合理工艺时间内可形成的覆层厚度的影响。得出了覆层成长与含碳量、覆层成长速度与处理温度、覆层成长与盐浴处理时间等因素间的对应关系。 采用XRD、XRF、电子探针等对覆层的成分与结构进行了分析,确定了覆层的成分和相结构;应用SEM和显微硬度计对覆层的金相和显微硬度进行了观察和测定。并应用正交实验方法,对Cr12MoV的盐浴渗钒工艺实验进行了设计,通过分析探讨了各工艺参数的影响;最后,进行了Cr12MoV精冲冲头部件的TD—QT综合处理试验研究,处理的产品经检测覆层完整,覆层厚度达到预期目标,工件表面质量较好,并获得了良好的基体硬度。