李旭强，汤鹏君，姜欣，张学东，任伟，翟海民，李文生

（1.兰州理工大学 有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，兰州 730050；2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 海洋新材料与应用技术重点实验室，浙江 宁波 315201）

近年来，模具行业稳步发展，并全面服务于航空、航天、电子、建材等领域[1]。模具的使用寿命是评判其质量的重要指标之一，直接影响着产品的寿命、生产效率及生产成本。模具失效多始于工作表面，因此提高模具材料的表面性能对于延长其使用寿命极其重要[2]。为提高模具的表面性能，各种（氮、碳、硫等）熔渗以及物理气相沉积（PVD）等技术相继被采纳，用来对模具表面进行改性，并取得了较好成效[3]。然而，熔渗或PVD技术生产效率较低，且改性所得的表面强化层通常比较薄（PVD薄膜约为2～3 μm[3]），在热作模具的高应力工况下，容易发生氧化、剥落等问题，从而导致模具失效，因此熔渗或PVD技术在热作模具行业的应用受到限制[4]。近年来，热喷涂技术由于不仅具有材料选择范围广、经济效益高、适应性强、灵活性大、施工方便迅速等优点，而且可实现较厚涂层的制备，因此被广泛地应用于热作模具的表面强化或修复[5-6]。通常，热作模具在服役过程中会受到高温、高压、氧化和热冲击等作用，故而对服役于模具工作面涂层的硬度、结合强度和热冲击性能的研究具有重要意义。热冲击所致的破坏程度一般取决于温度、保温时间和温度梯度[7]。目前，热冲击性能研究多集中于热障涂层，实验设计条件多为高温（1000 ℃）和急冷（水冷），涂层往往会被高度集中的应力所破坏[8-9]。……