更節能和（hé）更安全是汽車發展的兩個重（chóng）要方向。汽（qì）車要（yào）節能重要的方法是減輕汽車重量，而要確保汽車的（de）安全，就必須保證汽車的（de）整體強（qiáng）度。采用高強重比的材料以上兩方麵問題可以得到（dào）有效改善。盡管（guǎn）高強重比的材料很多，但考慮資源與成本等方麵的因素，采用高強度鋼板具有更大的優勢，所（suǒ）以現代汽車行業大量采用高強度鋼板（bǎn）。與傳（chuán）統低強（qiáng）度鋼板相比，高強度鋼板衝壓成型比較困難，主要表（biǎo）現在以下兩方（fāng）麵，一方麵是工件成型過程（chéng）中的回彈問題，另一方（fāng）麵是模具與工件表麵容易出現拉（lā）傷。前者，隻有不斷總結高強度鋼板（bǎn）成型特點，並不（bú）斷完善模具（jù）結（jié）構，才（cái）能終達（dá）到（dào）生產合格（gé）零件的要（yào）求;後者（zhě）的解決方案很多，但目前（qián）有效而經濟（jì）的解決方法是對模具（jù）進行TD覆層（céng）處理[1]。實踐（jiàn）表明，TD覆層處理除可以根本上消除各類鋼（gāng）板成型過程中工（gōng）件表麵（miàn）與鋼（gāng）鐵模具間的拉傷問題以外，還（hái）由於TD覆層具有很高的硬度和耐磨性能（néng），可（kě）以大幅提（tí）高模具壽命，具有很高的使用價值。隨著人（rén）們對該（gāi）技術價（jià）值的不斷認識，TD覆層處理技術在汽車模具上（shàng）的使用量正快速增多。

TD覆層處理技術在日韓等國的汽車行（háng）業應用比較早，應用比較普遍也比較（jiào）成熟。近年來國內汽車行業的迅猛（měng）發展，該技術（shù）在我國（guó）汽車模具上的應用量正快速增加。大量的實踐表（biǎo）明，由於國內大量汽車企業包括歐美汽車廠家對於TD覆層處理技術了解不深（shēn），加上國內（nèi）原材料市場（chǎng）極其混（hún）亂和一些模具企業（yè）一味降低生產成本，TD覆層處理技術在汽車模具特別是汽車鑲塊式組合模具的應（yīng）用（yòng）中出現了大量的問題，有時甚至使模具報廢。本文筆者總結近十年（nián）來對各類汽車模具的TD覆層（céng）處理實（shí）踐，就有關問題的出現原因及（jí）其解（jiě）決方法提出一些建議。

一、 TD覆層處理技術（shù）在汽車行業（yè）的主要應用

TD覆層處（chù）理技術的主要特點是：覆層具有極高的硬（yìng）度，如常用的碳化釩覆層硬度HV高達2800以上，具有極（jí）高的耐磨，抗（kàng）粘接等性能;：覆層與母材結合力高，遠優於常見的鍍硬鉻（gè）和各類低溫（wēn）氣相沉積,如物理或物理化學氣相沉積(PVD或PCVD);第三：處（chù）理時不受工件形狀限製並可以重複（fù）處理。實（shí）踐表明，TD覆層（céng）處理技術在拉伸(拉（lā）延，引伸（shēn）)，彎曲（qǔ），翻邊，冷鐓（duì），衝裁，冷擠（jǐ），板料滾壓成（chéng）型，壓鑄，橡膠或塑料成型（xíng），粉末冶（yě）金等模具上已取得極其優異的使（shǐ）用效果，或根（gēn）本上解決模具表麵拉（lā）傷問題，或大幅度（dù）提高（gāo）模具（jù）使用壽命。眾（zhòng）所周知汽車是由大量的各種零配件組（zǔ）裝而成,這些零部件又是用各類模具經過衝壓,輥壓,壓鑄等方式成型的，這些模具經過TD覆層（céng）處理一（yī）般都能取得較（jiào）好的使用效果，所以可以預期TD覆層處理技（jì）術對於汽車製造業的作（zuò）用將會越來越大。在進行（háng）TD覆層處理的汽車（chē）類模具中以底盤類零件的鑲塊式（shì）結構的組合模具數量多，而TD覆層處理出現問（wèn）題多的也是這類模具，以下分（fèn）析此類模具（jù）TD覆層處（chù）理容易出現的問題，並就一些解決方法提供（gòng）一些建議。

二、 汽車（chē）鑲塊類組合模（mó）具TD覆層處理容易出現的問題及其解決方法建議

1、 由於TD覆層處理變形引起的問題及有關解決方法（fǎ）建議

TD覆層處理技術是一種高溫（wēn）處（chù）理技術（shù）(溫度（dù）850℃-1050℃，一般（bān）920℃-1040℃)，一般鋼製模（mó）具在此（cǐ）溫度下處（chù）理後原（yuán）有熱處理組（zǔ）織和（hé）性能已破壞。為使模具TD覆層處理後達到綜合使用性能，希望基體硬度比較高(一般要求HRC56以上)以支撐表麵覆層，如此TD覆（fù）層處理後（hòu）的模具都有一個淬火回火的熱處理（lǐ）過程，由於加熱和冷卻過（guò）程中不可避免有（yǒu）熱（rè）應力（lì）、組織（zhī）應力，TD覆（fù）層處理前（qián）後材料組織結（jié）構變化，以及材料內部各向（xiàng）組織及成分差異，TD覆層（céng）處理（lǐ）後（hòu）工件變形無法避免。

TD覆層處理後模具變（biàn）形分以下兩種，種（zhǒng）是模具（jù）鑲（xiāng）塊整體收縮或膨脹(體積（jī）變形)，種是模具鑲（xiāng）塊形狀變形(畸（jī）形變形)。前者變形的根本原因是TD覆層前後模具鋼材內部（bù）組（zǔ）織結構的類（lèi）型及數量發生了變化，而每種相結（jié）構的（de）比（bǐ）容不同，導致鑲塊TD覆層處理前後體積膨脹或收縮。鑲塊收縮，鑲塊間的接縫加大，工件表麵會留下壓痕，嚴重時（shí）模具報廢。鑲塊膨（péng）脹，為裝配鑲塊研配量加（jiā）大。實際上此種變型量可以大幅調整，方法是通過（guò）對材料及原有熱處理條（tiáo）件的充分了解，采用一係列改變相結構及數量的方（fāng）法一般（bān）可（kě）以大（dà）幅減少此類變形量。的供應商可以針對具體情（qíng）況對此（cǐ）類變形進（jìn）行有效的調（diào）整。

模具鑲塊的形狀變形是（shì）在TD覆層處理的（de）加熱和冷卻過（guò）程中，工件內應力及（jí）材料的各向（xiàng）異性所引（yǐn）起，此種變形不（bú）可逆，危害比較大，具（jù）體表現是鑲塊或（huò）扭（niǔ）曲，或彎曲，或（huò）鑲塊邊緣凸起，或鑲塊與模座的支撐（chēng）平（píng）麵變成凹凸不平或上述（shù）幾種變形的（de）組合，以下分別分析。

1)鑲塊發生扭曲或彎曲（qǔ），往往不容易矯（jiǎo）正，雖經過研配，鑲塊之間的接縫明顯，用這種（zhǒng）模具生產的產品上有明顯壓痕，嚴重時（shí）不能正常生（shēng）產;

2)鑲塊邊（biān）緣凸起，此種情況容易發生，解決方（fāng）法可（kě）以在鑲塊邊緣倒角，以克（kè）服鑲塊邊緣的凸起對衝壓件的切割，損害衝壓件的（de）強度和外觀（guān），但這樣處理必然會在（zài）衝壓件上留下壓痕（hén）;

3)TD覆層處理後的鑲（xiāng）塊與模座相配的支撐平麵變成凹凸不平，此種（zhǒng）情況實踐中也比較常（cháng）見，其（qí）危害是如（rú）不對鑲塊進行研配，工作時鑲塊與模座的配合麵（miàn）受力不均勻，容易使鑲塊受很大的拉應力，嚴重（chóng）時鑲塊被壓開裂（liè），所（suǒ）以一般對於模具（jù）鑲塊的配合平麵需要打磨找平，由此帶（dài）來的問題是，由許多鑲（xiāng）塊組合的模具因各鑲塊打磨量不同，會帶來鑲塊接（jiē）縫處的高低差別，如（rú）此也會在衝壓件上留下壓痕。

根據（jù）上述分析也（yě）是實踐中（zhōng）的經驗，由於（yú）TD覆層處（chù）理變形問題的（de）客觀（guān）存在，對（duì）於大型外觀要求（qiú）嚴（yán）格的鑲塊組合模具如覆蓋件模具不適（shì）合做TD覆層處理。

要減小模具TD覆層處理的變形，必須在（zài）模具（jù）選（xuǎn）材，模具設計，模具熱（rè）處理等方麵特別（bié）注意，以下是一些建議：

1) 模具（jù）選材方麵，主（zhǔ）要是要選擇熱處理變形量小的鋼材，具體來說一般選擇高合金品質優良的鋼材。選用（yòng）高（gāo）合金鋼材是要確保材料的高的（de）淬透性能和熱處理微變形性能，目前應（yīng）用較多的是高鉻冷作模具鋼（gāng），如Cr12MoV,Cr12Mo1V1，SKD11,D2,XW-42,DC53等，所謂品質優良，是冶煉鍛造質量高，以減小材料內部的成（chéng）分偏析和由於偏析帶來的材料各向（xiàng）異性和（hé）淬火變形開裂傾向。

2) 設計方麵要避免（miǎn）細長，薄板，L型，以及截麵的急劇變化，以（yǐ）減小加熱冷卻過程中的內應力，進而減小畸形變形。

3) 熱（rè）處（chù）理（lǐ）方麵，模具（jù）鑲塊的熱處理狀態決定了TD覆層處理前的組織結構狀態，要保證TD覆層處理後（hòu）的組織狀態與處理前的狀態完全一直（zhí），一般比較困難。但（dàn）TD覆層處理加工前通過對（duì）原始的模具鑲塊熱處理工藝（yì）的充分了（le）解，並調整TD覆層處（chù）理後的熱處理（lǐ）工藝可以大幅度減小變形量，並減少隨後的調整（zhěng）模具（jù）尺寸所需要的時間。

2、 由於補焊（hàn）帶來的問題及解決方法建（jiàn）議

汽車零件形狀各異，加上高強度鋼板衝壓時易回彈，模具製造商（shāng）在交付模具（jù）前的調模過程中，會對模具型麵不斷調整，調整的（de）方法主要是補焊或打（dǎ）磨。還有因模具加工過度或誤加（jiā）工，為節省成本，有些廠家通過補焊（hàn）將模具修複。所以（yǐ）大型汽車衝壓模（mó）具（jù）工作麵經常有補焊存在。不（bú）同的生產廠家及不同的現場（chǎng）生產條件補焊（hàn）材料及補焊工藝各不相同。要是模具沒有後續的熱處理過程，補（bǔ）焊過的模具因能生產出合格的產品，很容易通過模（mó）具發包方的驗收。但補焊過的模具，由於補焊部（bù）位與原來的母材組（zǔ）織結構（gòu）不同，而各種（zhǒng）組織的熱膨（péng）脹係數不同，所以補焊後容易出現裂紋，即使補（bǔ）焊時未出現裂紋，在隨後TD覆層處（chù）理的加熱和冷（lěng）卻過程中會由於各（gè）部（bù）位的膨脹收縮量不同，容易在補焊部（bù）位形成很大（dà）的內（nèi）應力，當內應力高（gāo）於材料強度時就會產生裂（liè）紋。我們的經驗是除極少數模具製造商外（wài），一（yī）般由模具製造商自（zì）行補（bǔ）焊的模具在隨後的TD覆層處理過程中十有八九會在補焊部位出現裂紋。更為嚴重的是，如模（mó）具材料（liào）的淬透性比較差（chà），必須通過油冷之類的激烈冷卻（què）方法才能發生馬（mǎ）氏體轉變的模具，如有補焊存在（zài），TD覆層處理後很容易在補（bǔ）焊部（bù）位形成大的裂紋，嚴重（chóng）時使模具直接（jiē）報廢。

要解決模具補焊後TD覆層處理後的裂紋問題（tí），除對模具（jù）的原材料要求比較高（gāo）以外，對於補焊（hàn）材料及補焊工藝必須嚴格控製。一般對（duì）於壽命要求很高的模具不建議有補焊存在。

3、 由於摩擦（cā）係數變化帶來的問題。

TD覆層處理後的模具表麵由致（zhì）密的金屬碳化物組（zǔ）成，這樣（yàng）模（mó）具TD覆層處理前和處理後與被成型板料間的摩擦係（xì）數發生變化，一般而言摩擦係數會（huì）大幅降（jiàng）低;此（cǐ）外TD覆層處理前一般都要對模具表麵進行拋光處理（lǐ），使模具表麵（miàn）粗糙度大為降（jiàng）低。以上兩因素都會使TD覆層處理後的模具與板料間（jiān）的摩擦力大為減小，並使生產時板料的走料狀況發生大的變化，這種情況特別是形狀比較複雜（zá）的成型模（mó）具更容（róng）易出現問題，模具設計調試時上（shàng）述因素必須考慮，否則有（yǒu）可（kě）能會（huì）帶來模具無法正常生產的後果。解決方法是必須在TD覆層處理之前模擬TD覆層處理後的（de）表麵狀況，來預測TD覆層處理後模具的生產狀況，具體方法可以在模具表麵增加潤滑，以減小摩擦係（xì）數。

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參考文獻

[1]彭智虎（hǔ），唐麗（lì）文，拉伸類模具（jù）的表麵拉傷問題及其防止措施[J]，模具工業，2006，32(1)，69-73.