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热作模具在汽车、机械等制造中有着广泛的应用,每年消耗数十亿元,其主要失效方式是热疲劳和高温磨损。因此,其在服役中除了要求模具具有足够高的韧性和强度外,表面性能对模具的性能和使用的寿命起着至关重要的作用。这些表面性能包括:耐高温磨损性能、抗热疲劳性能、冲击韧性、硬度等。欲改善这些性能,单纯依靠材料整体的改进是很有限的,同时,经济上也耗费很大的,而通过材料的表面处理技术,却能事半功倍,效果显著,这也正是材料表面处理技术在当今迅猛发展的原因。表面拥有优秀的耐高温磨损性能,抗热疲劳性能的模具广泛应用于汽车、机械等制造业的精密成型加工中。本研究以吉林大学发明的新型高Cr热作模具钢（HHD钢）为软氮化处理对象获得综合性能（渗层厚度、硬度、冲击韧性、抗热疲劳性、耐高温磨损性能）优良理想的渗层。通过对HHD钢表面软氮化层的组织分析（采用XRD、EDS、SEM等分析手段）,力学性能（硬度、冲击韧性）的测试,热疲劳和高温磨损实验,研究了不同软氮化处理工艺（软氮化和软氮化后采用氧化处理）和工艺参数（处理温度和时间）对HHD钢表面渗层厚度、组织、结构、力学性能（硬度、冲击韧性）、抗热疲劳性能和抗高温磨损性能的影响规律,得到了如下主要结论。（1）随着软氮化温度的升高,时间的延长HHD钢表面渗层厚度增加,硬度和冲击韧性提高。软氮化后采用氧化工艺处理的渗层厚度在41-211μm,渗层中的元素组成主要是N、C、O。在本实验中,590℃软氮化600min后采用氧化处理,渗层的表面硬度最高(1532HV（50g）,渗层厚度最厚（112μm）。（2）热疲劳实验结果表明,软氮化处理可以提高HHD钢表面抗热疲劳性能。随着软氮化处理温度提高、氮化处理时间延长以及氮化处理后再施加氧化处理,可以增加氮化处理层厚度,从而提高HHD钢表面抗热疲劳的性能。通过对各个工艺进行热疲劳性能的对比试验,优化出抗热疲劳性能最好的软氮化工艺为:590℃软氮化600min后采用氧化处理。（3）经过软氮化处理HHD钢表面（渗层）与对磨钢盘在承载条件下高温相对滑动磨损时,渗层的磨损失效机制主要为氧化磨损和磨粒磨损。随着软氮化处理温度的提高,时间的延长,渗层厚度增大,硬度提高,抗高温磨损能力提高。软氮化处理后采用氧化处理可进一步提高渗层厚度、硬度,进一步提高抗高温磨损能力。在本研究中,590℃软氮化600min后采用氧化处理的HHD钢表面渗层的抗高温磨损性能最高,其磨损失重仅为未进行软氮化和氧化处理HHD钢失重的1/6。（4）通过研究软氮化处理工艺（软淡化后采用氧化处理）和工艺参数（温度、时间）对HHD钢表面渗层厚度、硬度、冲击韧性、抗热疲劳性能和抗高温磨损性能的影响规律,优化出最佳的软氮化工艺:590℃软氮化600min加氧化处理。