模具TD處理與PVD處理

一、TD處理與PVD處理—硬化層的種類

1) TD處理（熱擴(kuò)散法）是在一定的處理溫度下，將模具工件置于硼砂熔鹽及其特種介質(zhì)中，通過熔鹽中的金屬原子和模具工件中的碳、氮原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，擴(kuò)散在模具工件表面，形成厚度數(shù)微米超硬金屬碳化層。目前應(yīng)用較多的是碳化釩(VC)覆層。

2) PVD處理（物理氣相沉積）是在真空條件下，以各種物理的方法產(chǎn)生的原子或分子沉積在基材上。 PVD處理技術(shù)可以通過改變工藝和靶材，進(jìn)而改變表面硬化層的組織結(jié)構(gòu)和成份，用來制備具有各種特殊力學(xué)及化學(xué)性能（如超硬性、高耐蝕性、耐熱性、抗氧化性、自潤(rùn)滑性等）涂層，其應(yīng)用更為廣泛。目前PVD處理技術(shù)在模具上的應(yīng)用較多的是氮化鈦(TiN)、氮碳化鈦(TiCN)、氮鋁化鈦(TiAlN)、氮化鉻(CrN)等，其硬度一般低于TD覆層碳化釩的硬度。

二、TD處理與PVD處理—處理溫度、基體材料及前期熱處理要求

1) TD處理是屬于高溫處理，溫度900℃-1050℃，所以TD處理技術(shù)會(huì)存在一定的變形問題，控制不好可能會(huì)出現(xiàn)開裂。TD處理對(duì)模具材質(zhì)要求較高，一般需要采用淬火變形量比較小的高合金鋼，如常用的高鉻合金工模具鋼Cr2MoV、SKD11、DC53、D2等。為減小模具的TD處理的變形量，建議前期熱處理淬火后再進(jìn)行兩次高溫回火。對(duì)變形量要求不高的模具，也可以不做前期熱處理，直接進(jìn)行TD處理。

2) PVD理技術(shù)處理溫度比較低， 400℃-600℃，對(duì)于工模具其突出優(yōu)點(diǎn)是處理后工件變形都很小。PVD處理要求對(duì)模具工件材料已進(jìn)行過高溫回火。要取得比較好的使用效果PVD處理對(duì)母材材質(zhì)要求很高，一般應(yīng)用最多的是高速鋼或粉末高速鋼，或是品質(zhì)優(yōu)良的高鉻合金工模具鋼如Cr12MoV、SKD11、DC53、D2等，若材質(zhì)不均或成分不達(dá)標(biāo)，PVD涂層處理以后效果難以體現(xiàn)。

三、 TD處理與PVD處理—硬化層與母材的結(jié)合力比較

TD處理硬化層與母材冶金結(jié)合，使用中不容易脫落；PVD涂層與母材結(jié)合類似電鍍，屬于機(jī)械結(jié)合，結(jié)合力與表面處理加工設(shè)備工藝水平有很大關(guān)系。無論采用何種加工技術(shù)，TD處理硬化層可以承受比PVD涂層更大的應(yīng)力不易剝落。

四、 TD處理與PVD處理—五金沖壓模具領(lǐng)域應(yīng)用及效果比較

TD處理與PVD處理都可用于提高模具壽命和解決模具表面拉傷問題。其中TD處理可用于鋼板強(qiáng)度590Mpa成形模具等受力比較大的場(chǎng)合，PVD涂層可以用于板材厚度薄，強(qiáng)度低的場(chǎng)合。精度要求很高的工模具只能采用PVD處理。

和勝金屬于2016年引進(jìn)日本神鋼超厚超硬PVD涂層技術(shù)與設(shè)備，兼具TD處理超高硬度與高結(jié)合力與傳統(tǒng)PVD處理不變形的優(yōu)點(diǎn)，在汽車超高強(qiáng)度高板沖壓（780MPa以上）成形模具上使用具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，為各大汽車主機(jī)廠及沖壓廠提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

總之，要想提高模具工件壽命，設(shè)計(jì)+選材+機(jī)加工+前期熱處理+適合的表面處理，做對(duì)每一步，才能達(dá)到甚至超出預(yù)期的使用壽命。