| 项目 | 典型数值/范围 | 备注 |
| 基体材料 | H13（4Cr5MoSiV1） | 冷轧板、热轧板或圆钢 |
| 基体硬度 | 48–52 HRC | 涂层前须回火稳定 |
| DLC 涂层厚度 | 2–5 μm | 超 8 μm 内应力升高易剥落 |
| 涂层显微硬度 | 2000–3000 HV（约 60–70 HRC 等效） | 类金刚石结构 |
| 摩擦系数（对钢） | 0.10–0.15 | 干摩擦，无润滑 |
| 沉积温度 | 150–250 ℃ | 低于 H13 二次回火温度 |
| 表面粗糙度 Ra | 基体 0.2–0.4 μm，涂层后 0.1–0.2 μm | 抛光后沉积 |
| 脱模力降幅 | 25%–35% | 与未涂层模具对比 |
| 模具寿命提升 | 2–5 倍 | 视工况而定 |
| 附着力测试 | 划痕法临界载荷 ≥ 30 N | 参照 GB/T 47254-2026 方法 |
H13 模具在冲压、拉伸、压铸脱模工序中，失效多发生在表层：粘着磨损、拉毛、冷焊。H13 基体硬度 48–52 HRC 已能满足结构强度，但表面对钢件的摩擦系数在 0.4–0.6，脱模瞬间局部接触应力可达 800–1200 MPa，容易在圆角与型腔侧壁产生金属转移。DLC 涂层把表层换成 sp³ 与 sp² 混合的非晶碳结构，显微硬度 2000–3000 HV，对钢的干摩擦系数降到 0.10–0.15，且对多数金属亲和力低，冷焊倾向显著下降。实际产线数据：某 H13 冷轧板拉伸模在涂层前每 3000–5000 件需抛光修模，沉积 3 μm DLC 后修模间隔延长到 15000–20000 件。需要说明的是，DLC 不是万能层，它承担的是减摩与抗粘，不承担重载抗冲击；基体必须先有足够硬度支撑，否则涂层会随基体塑性变形而开裂。
涂层成败七分在前处理。H13 模具先经 1020–1050 ℃ 淬火、560–580 ℃ 两次回火至 48–52 HRC，沉积前抛光到 Ra 0.2–0.4 μm，圆角处不得有 ≥0.02 mm 的划痕。清洗流程为碱性除油→去离子水漂洗→超声清洗 10–15 min→热风干燥，表面残油会导致局部附着力不足。沉积温度控制在 150–250 ℃，必须低于 H13 的二次回火温度，避免基体硬度回降超过 2 HRC。常用 PVD 磁控溅射或 PACVD 工艺，偏压 50–100 V，沉积速率约 0.5–1 μm/h，厚度做到 2–5 μm；超过 8 μm 时内应力累积，边缘和尖角易崩层。沉积后检测：用划痕法测临界载荷，低于 30 N 判为不合格；用球磨痕法测厚度，公差控制在 ±0.5 μm。模具装夹面、导柱孔等配合面须遮蔽，涂层后配合尺寸变化约 0.002–0.005 mm，精密配合处需预留余量。
耐磨性提升来自两个机制：高硬度抵抗磨粒切削，低摩擦降低摩擦热与粘着。在 H13 热轧圆钢冲头对 3 mm 冷轧板的对比试验中，未涂层冲头刃口磨损带在 8000 件后达 0.15 mm，涂层冲头在 25000 件后仅 0.05 mm，按磨损速率折算寿命提升约 3 倍。拉伸模侧壁的粘着磨损改善更明显，涂层后拉毛缺陷率从 2.5% 降到 0.4% 以下。注意载荷边界：接触压力超过 1500 MPa 的重载工况，DLC 会因基体弹性变形而出现微裂纹，此时应改用厚度 2 μm 的薄层并增加中间过渡层。温度边界同样关键，DLC 在 300 ℃ 以上开始石墨化，摩擦系数回升，因此热作模具的连续工作温度需控制在 250 ℃ 以内，超出时应在型腔背面加冷却水道，把模面温度压到 200 ℃ 以下。
脱模力由粘着力和机械嵌合力组成，DLC 主要削减前者。实测某深腔拉伸件，未涂层时脱模力峰值 42 kN，沉积 3 μm DLC 后降到 28 kN，降幅 33%，且脱模瞬间的“粘滞—突跳”消失，制件表面拉伤减少。摩擦系数稳定在 0.10–0.15 的前提是模面清洁：脱模剂残留、粉尘堆积会在 500–1000 件内把摩擦系数推回 0.25 以上，因此需每班用无水乙醇擦拭型腔。对食品罐头内壁脱模类应用，涂层选择须兼顾卫生要求，可参考 GB 9682-1988 对脱模涂料卫生指标的思路，但 DLC 属无机碳层，不涉及该标准中的有机组分限量，实际验收以附着力与厚度为准。涂层后模具的排气槽间隙保持 0.02–0.03 mm 不变，涂层厚度已计入预留。
DLC 失效形态主要有三类：剥落、磨穿、石墨化。剥落多因前处理残油或基体硬度不足，表现为直径 0.1–0.5 mm 的片状脱落，对策是复检清洗后水的接触角（应小于 10°）并确认回火硬度。磨穿发生在高应力圆角，厚度 2 μm 处约 15000 件磨透，对策是圆角处局部加厚到 4 μm 并加大圆角半径至 R1.5 mm 以上。石墨化发生在 300 ℃ 以上连续工况，表现为摩擦系数回升到 0.3 并伴随黑色转移物，对策是增加模面冷却、把工作温度控制在 250 ℃ 以内。返修时须先退涂：采用喷砂或专用退涂液去除旧层，重新抛光到 Ra 0.3 μm 再沉积，不可在残层上直接叠加，否则附着力临界载荷会降到 15 N 以下。涂层模具的存放需防潮，相对湿度控制在 60% 以下。
Q：H13 模具涂层后硬度会不会下降？
A：沉积温度 150–250 ℃ 低于 560–580 ℃ 回火温度，基体硬度保持 48–52 HRC，实测回降不超过 2 HRC。
Q：DLC 涂层能用在热作模具上吗？
A：可以，但模面连续温度须控制在 250 ℃ 以内；超过 300 ℃ 涂层石墨化，摩擦系数回升到 0.3 以上。
Q：涂层厚度选多少合适？
A：一般 2–5 μm；高应力圆角局部可到 4 μm，超过 8 μm 内应力大、易剥落。
Q：脱模力能降多少？
A：实测降幅 25%–35%，某深腔拉伸件从 42 kN 降到 28 kN，且粘滞突跳消失。
Q：涂层后尺寸变化要不要预留？
A：要，单面增厚 2–5 μm，配合面尺寸变化约 0.002–0.005 mm，精密配合处需预留余量或遮蔽。
模具蚀纹纹理选择的核心是“先定蚀刻深度与脱模斜度，再定纹理等级与钢材硬度”，三者不匹配必然出现拉伤或纹理失真。
模具抛光等级按SPI选型，核心是让外观面等级与钢材纯净度、硬度及抛光工时匹配，避免过抛或欠抛。
模具钢表面强化优先选镀铬用于耐磨与脱模兼顾，高磷化学镀镍更适合复杂型腔的均匀覆盖与耐蚀。
氮化把H13/8407模具表面硬度提到900–1100 HV（约67–70 HRC），层深0.10–0.30 mm，变形通常在0.01–0.03 mm。
模具蚀纹的纹理选择应先定蚀刻深度与脱模斜度，再用工艺参数锁定一致性。