众所周知，在金属材料成型领域工业当中，热作模具钢非常受众人的青睐。其中，H13（4Cr5MoSiV1）钢在世界上的应用及其普遍。同时，各国很多学者对H13钢进行了深入而又广泛的相关研究和探讨，发现此种模具钢的应用前景非常广阔。H13钢工作环境十分苛刻，常在6000C的工况下服役， 承受磨损、热疲劳还有冲蚀等物理和化学影响。并且承受着高温金属固体和高温金属液体的反复热冲击和机械冲击，对其使用寿命有着较大的影响。H13钢的主要失效形式为：热磨损和热疲劳。因此，对于模具制造业而言，要求其表面具有高硬度、高耐蚀、抗粘结、耐高温氧化等性能，并且提高H13钢的使用寿命，具有非常重要的意义。

在现今使用的热作模具钢中可以说H13钢非常受青睐，被广泛地运用到非常多的领域。其工作条件十分恶劣，常在6000C工况下服役，相比于其他低合金热作模具钢，H13钢的服役温度比前者要高出了大约2000C。H13钢主要失效形式是热磨损、热疲劳、冲蚀、应力腐蚀等物理和化学影响的局限性，从而导致了H13钢模具的使用寿命不高。

H13钢化学成分可以用表1。1表示（wt。%）。H13的Cr元素的含量较高。同时，Si、Mo、V等合金元素的存在，对于提高了H13钢的淬透性也起到了作用。Mo、W、V等合金元素和C元素结合形成的碳化物的溶解时需要较高的温度，可以使得奥氏体晶粒得到细化，从而使得H13钢韧性和抗热疲劳性能得到提高。由回火处理而析出的一定含量的M6C型和MC弥散碳化物，有着二次硬化效果的作用，从而保证了H13钢的热强性和热稳定性[2]。其物理性能可以见表1。2和1。3。

表1。1 H13钢的化学成分（质量百分数%）

C Si Mn Cr Mo V P S

0。32~0。45 0。80~1。20 0。20~0。50 4。75~5。50 1。10~1。75 0。80~1。20 ≤0。030 ≤0。030

表1。2 H13钢的临界转变温度

临界点 Ac1 Ac3 Ar3 Ar1 Ms

温度/oC 850 910 820 700 335

表1。3 H13钢的线膨胀系数

温度/oC 100 200 300 400 500 600 700

线膨胀系数C 9。1 10。3 11。5 12。2 12。8 13。2 13。5

1。2。模具表面处理技术

1。2。1模具表面处理的分类和作用

为了满足工业中对材料高强度，高硬度，耐磨性和耐蚀性等特殊要求，需要不断探索研究新型特殊合金，但这些材料一般价格也非常高，因此人们就开始使用表面技术的方法对普通钢铁材料进行处理，使工件表面改性，以适应更高要求的使用环境[3]。材料的磨损和腐蚀等失效形式大多数是首先发生在材料表面，表面处理可以通过改善表面性能而极大地提高材料使用寿命。因此，采用各种表面技术是提高材料或零件耐磨性的有效途径之一[4]。表面处理是一种获得制造所需要的表面性能，运用较广的系统工程，是一种有效的提高材料性能的方法[5]。材料的磨损和腐蚀等失效形式大多数是首先发生在材料表面，表面处理可以通过改善表面性能而极大地提高材料使用寿命[6]。因此，采用各种表面技术是提高材料或零件耐磨性的有效途径之一[模具表面处理技术有很多种，根据其原理可以分为化学热处理法（改变表面的化学成分）、表面涂覆处理和强化处理。对模具进行表面处理，可以达到这几个目的：（1）为了明显地增加模具使用的寿命，表面处理具有增强模具的硬度，耐磨性，抗氧化性的作用，且具有强化模具的作用；（2）表面处理可以有效减缓模具的擦伤以及脱模现象，从而可以提高模具的生产制作效率；（3）经过表面涂层或者合金化处理后的碳素工具钢或低合金钢，可以达到甚至超过高合金化模具材料甚至是硬质合金的性能指标，既降低了材料的成本，又简化了模具制造加工工艺且降低了生产成本；（4）模具表面处理可以进行在保证模具完整不拆卸的条件下对模具表面进行修复处理，且可以保证经修复后的模具工作面仍然具有足够的粗糙度；（5）表面工程技术还可以用于模具表面的纹饰，这可以改善材料的使用性能和效果[7]。