现代工业对工模具的性能有很高的要求,而工模具的损坏大多数是从其表面开始的,因此工模具的表面强化具有重要意义。TD盐浴渗铬作为一种较为普遍的表面改性技术,具有高硬度、耐磨、耐腐蚀和高温表面防护的作用,但是该技术在应用中存在一些不足,主要是由于处理温度高、保温时间长造成的；表面复合处理可以将两种或多种表面处理工艺联合使用,从而得到单独工艺无法实现的优秀表面性能。氮碳共渗预处理能对TD渗铬起催渗作用,但低温下所获得的渗层较薄,硬度不太高,且盐浴处理时间较长。本文对低合金工具钢采用先固体氮碳共渗预处理,再进行盐浴渗铬,即复合TD渗铬试验研究,以期克服单一盐浴渗铬时工艺温度高、处理时间长以及渗层与基体间硬度差别大的不足。运用XRD分析研究了复合工艺处理后覆层的相结构,进行了金相组织及表面形貌观察、显微硬度测试以及耐磨性、耐蚀性和抗氧化性研究。文中还对复合TD渗铬的催渗机理进行了初步的探讨。为9CrWMn钢等低合金工具钢部分代替高合金工具钢TD渗铬的应用奠定基础。研究表明：氮碳共渗预处理对TD渗铬的催渗效果明显,获得的复合渗层在渗层厚度、硬度梯度分布、耐磨性、耐蚀性和抗氧化性等方面均优于单一盐浴渗铬渗层。9CrWMn钢复合TD渗铬的渗层主要组成相为Cr2N相和Cr7C3相,单一TD渗铬的渗层主要组成相为Cr7C3相、Cr23C6相,还含有少量的(Cr,Fe)7C3相。分析计算表明,复合TD渗铬中铬氮化合物的形成在热力学上是可行的,氮碳共渗预处理的催渗作用主要是增加了表面化学势和形成渗层微孔为Cr原子提供了新的扩散通道。该复合TD渗铬工艺可降低TD渗铬温度、缩短工艺时间,对利用低合金工具钢部分代替高合金工具钢TD渗铬具有重要应用价值。