工模具钢以良好的抗冲击、抗热裂、耐磨损及耐热变形等特点广泛应用于热挤压模、锻模、压铸模等热作部件;W360热作模具钢以高硬度、高韧性、优良的抗回火软化性能以及良好的热传导性能等特点广泛应用于温锻、热锻模具、冲头模具材料以及搅拌摩擦焊的搅拌头材料。然而调研发现,该钢作铝型材挤压模时磨损较为严重,作搅拌头焊接铝合金时寿命也较低,分析表明挤压或焊接过程中热环境下的摩擦磨损是导致两者性能较低的共性原因。有鉴于此,本文采用低温液体渗硫工艺对W360模具钢进行了渗硫处理,通过在材料表面形成多孔易滑移的硫化铁层,增强材料的抗擦伤、粘着能力,减少摩擦热,提升模具或搅拌头的耐磨性和使用寿命。采用调节硫含量对渗剂配方进行改善探究;采用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)等对基体组织,渗硫层的形貌结构、物相组成、元素组成,磨痕形貌、元素分布等情况等进行分析;采用硬度计对渗硫前后材料的表面硬度进行测定;使用MRH-3A高速环块磨损试验机对渗硫层摩擦学性能进行了评价。研究结果表明,对W360热作模具钢采用低温液体渗硫工艺后,渗硫层形成了“微颗粒+空隙”结构,形态似“韧窝”断口,颗粒之间以及颗粒内部疏松多孔,孔隙可以储存润滑油,在摩擦表面易形成油膜,易形成“流体+固体”的协同润滑作用;渗硫前后材料的硬度未发生改变,故渗硫处理后硬度对材料的摩擦磨损性能不产生作用;低温液体渗硫能够明显提高W360钢的表面抗擦伤性能,特别是初始阶段材料的摩擦系数明显较低;研究还发现,渗剂成分对渗硫层抗擦伤和抗粘着性能有明显影响,含硫量为1.5%(质量分数)时抗擦伤、耐粘着性能最佳。基于硫化铁的自润滑作用,围绕W360钢的热作条件对表面摩擦磨损性能的要求,本文采取低温液体渗硫工艺W360钢表面生成FeS薄膜,研究结果对于提高工模具钢及制品耐擦伤性及耐磨损性能有一定的指导作用,对于铝加工及搅拌摩擦加工企业实现降本增效有一定的技术参考价值。