1. TD处理和PVD处理-硬化层类型

TD 处理

技术特点：

热扩散碳化物涂层工艺，简称TD涂层工艺，是通过高温扩散，在工件表面形成几微米至几十微米的金属碳化物涂层的工艺，其结构如上图所示。该涂层具有极高的硬度，HV可达3200左右，与母材呈冶金结合。实践证明，此涂层具有极高的耐磨、抗咬、耐腐蚀等性能，可使工件寿命提高几倍至几十倍，有极高的使用价值。

主要优点：

1、大大增加刀具、模具或工件的使用寿命，节省生产成本或运行成本。

2、明显改善产品外观，增加产品尺寸均匀度，提高产品质量。

3、大幅节省维护时间和劳动强度，减少因维护停机造成的损失。

4、摩擦系数降低，抗卡死性能大大提高，不需要润滑或减少润滑或使用高级润滑产品。

PVD是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）的缩写，是指在真空条件下，采用低压大电流电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使蒸发物与气体电离，利用电场的加速作用将蒸发物及其反应产物沉积在工件上。例如：TiC、TiCN、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN等。PVD加工技术可通过改变工艺和靶材来改变表面硬化层的组织结构和成分，用于制备具有各种特殊力学性能和化学性能（如超硬、高耐腐蚀、耐热、抗氧化、自润滑性能等）的涂层，其应用较为广泛。 目前PVD处理技术在模具中多用于氮化钛（TiN）、碳化氮化钛（TiCN）、氮化铝钛（TiAlN）、氮化铬（CrN）等，其硬度一般低于TD涂层中碳化钒的硬度。

2. TD处理和PVD处理-处理温度、基体材料和初步热处理要求

1）TD处理属于高温处理，温度在900℃-1050℃，所以TD处理工艺会存在一定的变形问题，控制不好容易产生开裂。TD处理对模具材料要求较高，一般要求采用淬火变形相对较小的高合金钢，比如常用的高铬合金工具钢Cr2MoV、SKD11、DC53、D2等。为了减少TD处理时模具的变形，建议在初始热处理淬火后再进行两次高温回火。对于变形要求不高的模具，也可以跳过初始热处理，直接进行TD处理。

2）PVD技术的处理温度比较低，为400℃-600℃，对于工具、模具来说其突出的优点就是处理后工件的变形很小。PVD处理要求模具工件材料经过高温回火处理，要达到更好的使用效果，PVD处理对母材的要求非常高，一般最常用的是高速钢或者粉末高速钢，或者是Cr12MoV、SKD11、DC53、D2等优质高铬合金工具钢，如果材质不均匀或者成分不符合标准，PVD涂层处理的效果就很难体现出来。

3. TD处理与PVD处理-硬化层与母材的结合强度比较

TD处理硬化层与基材为冶金结合，使用过程中不易脱落；PVD涂层与电镀类似，为机械结合，结合强度与表面处理设备的工艺水平密切相关。无论采用何种加工工艺，TD处理硬化层比PVD涂层能承受更大的应力，且不易剥落。

4.TD处理与PVD处理-在五金冲压模具领域的应用及效果对比

TD处理和PVD处理都可以用来提高模具寿命和解决模具表面划伤问题。其中，在受力比较大的地方如钢板强度590Mpa的成型模具可以采用TD处理，在板厚较薄强度较低的地方可以采用PVD涂层。PVD处理只能用于精度要求较高的模具。

总之，为了增加模具工件的寿命，设计+材料选择+机械加工+初步热处理+适当的表面处理，正确地做好每一步，才能达到甚至超过预期的使用寿命。

PVD基本不变形，但TD处理后镶件可能会变形。对尺寸精度要求高的零件，就不要做TD处理，选择PVD。每做一次TD处理，碳含量就会损失一次。一般一个镶件可以加工3次才报废。对尺寸精度要求高的模具，不能做TD，而且PVD失效后，模具可以无限次拆下重做。

5、两种表面处理工艺的应用领域及效果比较

两种表面处理均可以提高模具寿命，解决模具表面划伤问题。受力比较大的场合采用TD涂层，受力比较小的场合采用PVD、PCVD涂层。厚度大于1.2mm、强度大于400MPa的高强度钢板，一般采用TD涂层；厚度较薄、强度较低的可以采用PVD处理技术。一般精度要求非常高的工件才可以采用PVD、PCVD处理。另外，采用TD涂层处理的模具整体寿命一般比PVD、PCVD涂层高很多。

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