张官军，李贵伦

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆 401326）

0 前言

H13（4Cr5MoSiV1）钢是应用极为广泛的热作模具钢，具有较高的红硬性、热强度和热疲劳抗力，广泛用于制造锻模、压铸模和挤压模等[1-2]。这类模具服役环境恶劣，工作中与高温材料反复接触，在交变应力作用下，常因模具表面热磨损、热疲劳和腐蚀而失效[3]。利用表面工程技术提高H13钢的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性已成为国内外的研究热点。传统的表面强化方式有渗碳、渗氮、氮碳共渗、喷丸与硬化膜沉淀等，这些强化方式能有效提高H13钢表面性能，但存在处理周期长、技术要求高、表面结合差及涂层较薄等缺点[4-6]。随着激光技术的发展，金属表面激光相变强化技术因晶粒细小、高位错密度、工件变形小、功率可控和无污染等优势倍受国内外学者关注[2-4]。

本研究以H13钢模具为研究对象，结合激光相变强化机理，利用激光技术对铝材挤压模具工作带进行相变强化处理，分析激光相变强化对铝材挤压模具工作带的表面硬度、硬化层深以及表面粗糙度的影响。

1 激光表面硬化机理

与传统淬火后马氏体形成的机理类似，激光相变强化也是通过迅速加热和快速冷却实现金属材料表面硬化的，但激光相变强化的热循环过程有所不同。常规淬火后的组织是通过冷却介质（水或油）快速冷却，而激光相变强化是铁基合金在激光停止照射后，利用金属基材本身的热传导使受热部位不借助其它介质实现急速冷却，从而得到“自淬火”马氏体组织[7]。……