模具是现代工业生产中不可缺少的重要工艺装备,模具的质量直接影响着生产的效率和产品的经济效益。随着材料科学的不断发展进步,在机械加工领域出现了很多高硬度的机械材料,这就使得对于加工工具的性能要求越来越高,而模具是这一行业中最重要的加工工具。由于模具在使用中要受到很大的冲击和摩擦,使模具的破坏或磨损失效频繁发生,因此模具的寿命成为了衡量其质量的重要指标。表面强化技术是机械加工领域一项重要的技术手段,在提高机械零件表面性能和使用寿命方面占有重要地位。TD盐浴渗金属技术是众多表面强化技术中的一种,其相较于其他表面强化手段所得到的表面硬度更高、耐磨性更好,形成的覆层与基体结合力更强。TD技术是由日本丰田研究中心首先提出,并很快受到人们的广泛重视。在国外这项技术已经广泛应用于冷作模具和一些机械零件的表面强化,并收到良好的效果。在国内TD盐浴技术由于受到熔盐老化快、处理设备腐蚀严重和加工零件处理后变形严重等问题的困扰而未能得到广泛的应用。现阶段研究人员对盐浴热处理技术的工艺参数、处理设备、覆层生长机理和其组织结构的研究还不够完整,这使得该技术在国内发展受到阻碍。本文以TD盐浴渗钒对9SiCr冷作模具钢材料的处理为主线,对其工艺参数、工艺流程、覆层结构和性能进行了研究分析,并通过金相显微镜、显微硬度计和扫描电子显微镜对盐浴渗钒所形成的碳化钒覆层的结构、形貌、硬度分布和元素组成进行了分析研究,通过对比试验对影响盐浴渗钒处理结果的主要工艺参数和配方进行了研究。不同温度下和不同保温时间对盐浴渗钒结果的影响,研究了不同稀土添加量对TD处理的影响。经过研究分析得到如下结果:以无水硼砂为基盐对9SiCr冷作模具钢进行盐浴渗钒处理后可以在试样的表面得到一层致密、连续的碳化钒覆层,该覆层具有很高的硬度和耐磨性,且与基体结合性好、不易剥落;在不同工艺温度相同保温时间下对9SiCr试样进行盐浴渗钒热处理,将处理后的试样在金相显微镜下进行观察并测量覆层厚度,可以得知,盐浴热处理的工艺温度越高,所形成的碳化钒覆层厚度越厚,且覆层厚度与温度成线性关系;为了研究保温时间对盐浴渗一钒处理的影响规律,在同一温度下选择三种不同保温时间进行对比试验,对所得到的试样进行分析,可以得知处理时间越长覆层厚度越大,且两者呈二次函数关系,即随着时间的增加覆层的生长速率是逐渐降低的;在盐浴熔盐中添加适量的稀土 Gd可以起到提高渗速的作用,当稀土添加量过大时会产生阻碍覆层生长的情况。