将模具钢件加热到适当温度，使金属元素扩散并渗入模具钢件表层的化学热处理工艺称为渗金属，渗入的金属元素与工件表层中的碳结合形成金属碳化物的化合层，如(Cr,Fe)7C3、VC、NbC、TaC等，此层为过渡层。表面为所渗金属层。渗金属工艺适用于高碳钢，渗入元素大多数为Cr、V、W、Mo、Ta等碳化物形成元素。为了获得碳化物层，基体材料碳的质量分数必须超过0.45％。

⒈渗铬：
目的→提高工件的耐磨性、耐蚀性和抗氧化性。例如，9CrWMn钢制铁索拉伸模(板料为08F)，未渗铬时只能拉几百次或1000次就会产生拉毛磨损现象，经渗铬处理后,使用寿命延长到10万次。与电镀铬相比，渗铬层更致密、均匀，并且与基体的结合比较牢固，同时渗铬层的耐蚀性、抗氧化性也比镀铬层好。
粉末渗铬法：把工件埋放在装有渗铬剂的铁箱中，经严格密封后，加热到渗铬温度保温，使活性铬原于渗入工件表面。铬粉或铬铁粉→产生活性铬原子渗铬剂  氧化铝→稀释、填充并减少渗铬剂粘结 氯化铵→催渗剂，在升温时又起排气作用Cr扩散速度比C要慢得多，故需高温和长时。固体渗铬工艺为1050—1100 ℃×6—12h。低碳钢可获得0.05一0.15mm的渗铬层,高碳钢可获得0.02－0.04mm的渗铬层。
真空渗铬法：将渗铬的零件放进装有渗铬剂(渗铬剂与粉末渗铬法相同)的炉罐中，把炉罐放入真空炉内加热保温。
真空渗铬主要为防止铬粉在加热时氧化。真空渗铬的渗层质量高．时间短，渗铬剂消耗少，因而获得广泛应用。 

渗铬后处理：
渗铬后的问题：
⑴、在渗铬过程中，因高温下长时间加热，晶粒剧烈长大，使基体的力学性能降低。
⑵、对高碳钢，其渗铬层很薄，因基体软化易导致渗铬层脆性剥落。渗铬后热处理：→细化晶粒、改善组织、提高基体力学性能。
其热处理工艺仍按照基体材料的钢号及要求进行，因为渗铬层的组织、硬度和耐磨性基本上不受热处理的影响。

⒉渗钒：
目的→↑耐磨性、耐蚀性和抗粘着性→热模常用；原理→将工件置于能产生活性V的介质中，在一定温度下保温，使V渗入工件表面，并与碳形成碳化物；
固体粉末渗钒：硼砂盐浴渗钒→目前应用较多；性能→渗钒在各种渗层中硬度最高，耐磨性优异；
应用→ Cr12钢螺母冷墩模渗钒后寿命提高6倍GCr15钢冷挤轴承环凹模，渗钒后寿命提高8倍。

⒊TD法渗钒、渗铌和渗铬：
TD法是用熔盐浸镀法、电解法及粉末法进行扩散型表面硬化处理技术的综合。生产中应用最广的是用熔盐浸镀法在模具表面获得VC、NbC、Cr7C3等碳化物型渗层。
主要工艺过程：
熔盐配方→将脱水硼砂Na2B4O7(占熔盐总量的70％-90％wt)在坩锅中熔融，加入含有欲渗金属的铁合金或其氧化物。
处理工艺→800-1200℃×1-10h (t)，T↑,t↓;厚度↑,t ↑ 。碳的来源→形成碳化物所需要的碳由被渗基体提供，碳不断向外扩散，使碳化物层不断加厚。渗层厚度→一般在5一15微米范围内，厚度过大将导致表面碳含量不足，形成低碳化合物。

TD法渗层的特性：高硬度→VC约3000Hv，NbC约2500Hv，800 ℃仍在800Hv以上。高耐磨→硬度高、摩擦系数小，耐磨性明显高于渗氮、渗硼、镀铬及电火花硬化等其他表面处理。热稳定性高→所以抗热粘结和抗咬合性能优良。良好的耐蚀性→能抵抗Al、Zn合金液的侵蚀，铬的碳化物还有优越的抗氧化性。熔盐浸镀法不降低材料的韧性，且抗剥落性良好。

TD法渗金属的优点：
⑴、设备简单、操作方便、生产能力高、成本低。
⑵、不论模具形状如何复杂，都能形成均匀的碳化物涂层。
⑶、处理后的表面粗糙度与处理前大致相同。
⑷、熔盐的使用寿命长。
⑸、碳化物层磨损后可重新处理，不需要清除残留的碳化物，不影响与基体的结合力。
⑹、母材钢种较广，且可通过淬火使基体强化。

TD法渗金属的局限性：
⑴、温度高，渗层会引起尺寸胀大，对高精度模具应采取措施，预防变形。
⑵、若载荷过大，模具塑性变形时，会引起碳化物层产生裂纹。
⑶、薄刃模具在薄刃处供碳不足，www.hongchao-dg.cn难以形成厚的碳化物层。
⑷、对基体材料的含碳量应合理选择，在不影响   钢的韧性或其他性能的条件下应保证能提供足够的碳，以形成碳化物。
⑸、在500 ℃以上氧化性气氛中长期使用，会使VC、NbC等碳化物层氧化，影响其性能。

TD法渗金属的应用：
TD法处理工艺可用于要求高耐磨的各种冷作模具和热作模具。某凸凹模冲裁加工轴用挡圈，被加工材料为65Mn钢板，厚1．5mm。原用Cr12钢制造的模具易于断裂失效，平均寿命为1000件，后改用强韧性高的65Nb钢制造，为提高其耐磨性采用了熔盐渗钒，结果消除了断裂失效现象，模具工作寿命达8000件。