通过对TD处理工艺各阶段的控制，提高了冲压件的品质，降低了企业经营成本。目前开发的新车型高强度钢板模具的压边圈、凹模镶件（左/右纵梁后部、左/右A柱下加强板、左/右B柱上部横梁）已全面普及TD处理工艺，以后计划在高端车型的高强度钢板模具开发方面，尝试使用更高级别的ASS？AB88材料，并同步开展TD处理工艺与ASSAB88母材适应性的研究。
随着我国汽车工业的高速发展，各大主机厂对汽车安全性的关注度也越来越高。通过在车身安全结构件中使用高强度钢板替代普通钢板，以提高车身的安全性，势必对模具零件强度、耐磨性提出更高的要求。高强度钢板在R角及复杂成形面处极易出现毛刺缺陷，该缺陷已成为阻碍冲压件成形质量提升的难题，通过引入模具TD表面强化技术，可以提升冲压件成形质量和延长模具镶件的使用寿命，具有制造成本低、整改周期短的特点。
TD工艺简介
TD模具表面强化处理技术是热扩散法碳化物覆层处理（thermal diffusion carbide coating process），在一定的处理温度下将零件置于硼砂熔盐及特种介质中，特种熔盐中的金属原子与模具零件中的碳、氮原子发生化学反应，扩散到模具零件表面而形成膜厚几微米至几十微米的钒、铌、铬、钛的金属碳化层。实践证明，这种覆层厚度为10~15μm，硬度达到2800~3200HV，具有很高的耐磨性、抗崩刃性、耐蚀性，可以重复TD处理3~5次。
高强度钢板模具材料的选用逐步使用高耐磨、抗崩刃的SKD11替代Cr12MoV，合资品牌在尝试使用更高级别的模具材料ASSAB88（材料成本是SKD11的2倍以上），高强度钢板材料对比数据如表1所示。
TD工艺流程
① 来料检查：镶件数量、质量、外观（碰伤、裂纹等）、母材牌号、母材硬度检测和确认；
② TD处理前尺寸和硬度确认（零件长宽尺寸不能大于620mm×850mm）；
③ TD处理前打磨和抛光（粗糙度小于Ra0.8mm）；
④ TD处理：预热（520℃左右）、TD处理（900~1030℃硼砂熔盐8~12h）、盐浴淬火（500℃左右盐浴10~20min）、回火2次（低温回火180~200℃，高温回火500℃，回火时间在3~5h）；
⑤ 清洗及孔中盐类物质去除；
⑥ TD处理后尺寸和硬度确认；
⑦ 尺寸调整确认；
⑧ TD处理后的抛光；
⑨ 出货检测（碰伤、裂纹、杂质、硬度、皮膜厚度）；
⑩ 包装出货。
TD处理前要进行预热的目的是防止镶件产生剧烈变形和开裂，预热温度设定为520℃左右，以保证镶件表面不产生氧化物为前提。需要注意的是镶件从硼砂熔盐到盐浴中的速度要快，以防止TD层氧化。
TD处理的使用范围
TD处理适用于汽车冲压成形类模具的镶件、各种挤压模、滚压模、弯管模、成形模、弯曲模、扩口及缩口模、变薄拉深模等。
TD处理的优点
模具镶件通过TD处理后，可以提高其表面的耐磨性和母材的韧性，通常情况下进行TD表面处理后，其使用寿命至少提高8倍以上、冲压单件合格率能提升到98%以上、停线时间缩短、维护成本降低。
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Cr12钢材不适合做TD处理，因为TD处理后，相关技术参数不达标：①模具零件硬度不达标，一般只能达到45HRC左右，耐磨性较差；②零件尺寸变形大，Cr12在TD处理过程中没有二次硬化，由材料自身的特性决定的。
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油钢（DF2）、碳钢类不适合做TD处理，因为其热处理工艺不适合TD处理工艺要求，油钢、碳钢的淬火温度在780~850℃，而TD的淬火温度在900~1030℃。
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高速钢不适合做TD处理，高速钢TD处理属于二次淬火过程，开裂风险大，而且热处理工艺与TD工艺不适应，高速钢淬火温度为1200℃左右，而TD的淬火温度在900~1030℃。
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不锈钢系列钢材不适合做TD处理，因为含碳量低，在0.1%~0.3%，TD处理后无法成膜（要求母材含碳量在0.3%以上）。
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模具零件在TD处理过程中，会出现母材硬度不足，尺寸无法调整的问题，主要原因是模具母材牌号错误或质量达不到相关标准和要求；应对措施是选择适合TD处理的优质模具钢，例如：SKD11、Cr12MoV。
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模具零件TD处理后会出现焊接部位不成膜或存在裂纹的问题，主要原因是：TD处理前模具镶件R角和成形面存在较明显的裂纹和砂眼缺陷、焊条材质与母材不相融（热膨胀系数和收缩率相差较大）、焊接工艺不合理等。针对镶件R角和成形面缺陷（裂纹和砂眼）的应对措施是首先使用砂轮机和磨头将缺陷部位表面深度0.5mm以下去除，然后选择与母材相融的焊条实施焊接、修磨、抛光。对于已实施过TD处理的模具镶件，需在200℃左右的加热炉中保温1~2h后再实施焊接，这样可以减少开裂风险，提高焊接质量。
为了筛选出最适合母材的优质焊条，通过试验数据验证不同型号的焊条在SKD11上焊接后，实施TD处理的效果（膜厚和硬度指标）。
试验材料
①母材：材质为SKD11；②焊条：包括CMC-EMagic6、TM2000在内的6种不同型号焊条。
试验步骤
①由具有丰富经验的模具高级技师，依次使用6种不同型号的焊材在母材上试焊3cm长的焊接面，并做好1~6的编号（见图1）；②将焊接面表面打磨光滑，实施TD处理；③TD处理完毕检测膜厚、硬度参数，观察其外观，并做好记录，检测数据如表2所示；④依据评价标准，对6种不同型号的焊条焊接后的TD效果实施综合评价。
图1 TD处理图示
试验结果
使用型号3（SUPER7）和型号4（WeD-6a）焊条在SKD11母材上焊接，TD处理后效果（皮膜厚度、硬度、外观质量缺陷参数等）最优；上述试验数据是通过试验得来，不同的施焊人员、焊接设备、焊接方法、不同批次的焊接母材和焊条、焊接环境、检测设备等，得到的检测数据可能有偏差。
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模具镶件经过多次TD处理后，会引起模具零件表面成膜不好、耐磨性差或开裂的问题，主要原因是模具零件经过多次TD处理后母材表面的碳原子含量会逐渐减少，皮膜厚度不断下降，同时母材表面脱碳层越来越深；如果母材表面脱碳层深度达到0.50mm以上，TD处理后模具镶件表面成膜效果较差，严重时会引起镶件开裂，当出现以上缺陷时，则不再适合做TD处理。
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冲模镶件实施TD处理过程，实际是二次淬火的过程，其组织变化与真空淬火后的组织变化基本相同；不同的是TD淬火的介质和真空淬火的介质。
真空淬火的介质是油和氮气，在常温下这2种介质在零件淬火时冷却速度较快、热应力释放也较大。在这种情况下如果保护不当，会引起零件的变形和开裂；通常情况下，真空热处理的变形量比TD处理的大，且开裂风险增大。
TD淬火的介质是等温盐浴，盐浴淬火温度控制在500℃左右，淬火时间10~20min，零件在此过程中冷却速度较慢，释放出的热应力较小，一般TD处理后的模具镶件整体变形量和开裂风险都较小。
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变形量的控制要求：平面和侧面的变形量可以控制在±0.05mm左右。当前行业内对于零件变形量的控制参数，参照日本行业相关标准，冲模镶件尺寸长、宽、高均在300mm以内的控制在±0.10mm左右，在100mm以内的控制在±0.05mm，在50mm以内的控制在±0.03mm，特殊要求除外。
