现代工业生产中,随着生产高效化,模具逐渐成为重要的工艺装备。模具直接影响到加工后的成品的质量。随着科学技术的进步,对模具本身的性能要求也越来越严格。而模具的寿命问题则显得尤为重要。金属表面改性技术成为提高模具寿命和使用性能重要技术手段。TD法盐浴渗钒技术是一种盐浴渗金属工艺。此法最先由日本丰田研究中心提出。在冷作模具以及零件的表面强化中得到广泛的应用。采用该工艺所形成的碳化钒覆层与基体结合力强于PVD、CVD等方法获得的结合力,而且,覆层在常温下具有良好的稳定性和优异的抗磨损能力.但是TD盐浴渗钒处理技术存在盐浴融盐容易老化、腐蚀严重、工件经渗钒处理后变形大以及表面易残留融盐且清洗困难等缺点。这一技术在国内还处于实验研究阶段,对其设备、工艺、覆层性能和组织结构以及覆层的形成机理的研究还不够充分。以上这些缺点限制了TD盐浴渗钒处理技术在国内的推广应用。本文成功制作出用于工业化生产TD盐浴渗钒处理的全套设备。研发出生成碳化钒覆层的盐浴配方、TD盐浴渗钒技术的工艺参数以及工艺流程。并此基础上,通过SEM/EDS测试和分析对TD盐浴渗钒的初期扩散机理、覆层形成过程、组织结构等进行了深入研究。应用显微硬度计对覆层横截面的显微硬度进行了测定。采用MM200型摩擦磨损试验机对碳化钒覆层进行了耐磨性测试。同时本文对稀土元素在TD盐浴渗钒中的作用进行了较为深入的研究和探讨。并在TD盐浴渗钒的融盐中分别依次添加0.3%、0.8%、1.3%、1.8%的稀土钕(Nd)。以考察稀土元素对TD盐浴渗钒的影响。并通过实验得出含稀土元素0.8%的盐浴成分的融盐覆层表面的显微硬度最高。本文还在实验的基础上,从热力学、材料学的角度分析了覆层形成机理。获得了具有实际应用价值的结果。如下：通过TD盐浴渗钒处理技术得到的碳化钒覆层具有均匀的厚度；覆层分布均匀,致密、完整,且碳化钒覆层具有极高的显微硬度。覆层与基体材料的结合能力较强。同时通过对传统盐浴设备的改进,提高盐浴设备的控制精度,有效地延长了盐浴设备的使用寿命。同时降低了能源的损耗。在盐浴渗钒的渗剂中添加少量的稀土,并通过研究稀土元素对覆层组织结构的影响,得出结论,稀土元素的添加量存在一个最佳值。同时稀土元素的加入还可以起到细化组织晶粒的作用。本文通过对TD盐浴渗钒处理技术的理论分析与实验研究,解决了该技术的若干主要问题,使TD盐浴渗钒技术更加有符合工业化生产的要求。