金属粉芯焊丝是近年来迅速发展的一种无渣、高效率的管状焊丝。马氏体时效钢是具有良好的强韧性配合的新型时效硬化工具钢。本研究综合上述两种材料的优点，研制出小电流钨极氩弧焊马氏体时效钢模具堆焊金属粉芯焊丝，应用于现代工业发展大量需求的模具的制造和修复。研制的马氏体时效钢模具堆焊金属粉芯焊丝能够灵活调节熔敷金属化学成分、与基材形成可靠的冶金结合，熔敷金属具有高强韧结合、热膨胀系数小，可控制模具受热、变形小，以及焊后加工性能好等突出的优点，使得该焊丝具有广泛的应用前景。 本文在综合分析钢种特点的基础上选择了堆焊焊丝合金系。确定了焊丝适宜的焊后热处理工艺（包括固溶处理和时效热处理工艺），深入研究了不同热处理工艺对熔敷金属的组织和性能的影响。本文还通过调整Ti、Al、Mo等合金元素的含量，研究了各种成分对堆焊层硬度、熔敷金属力学性能的影响规律。本文利用微观试验，分析了熔敷金属的硬化、强化及韧化特点及其机理。 研究结果表明：研制的马氏体时效钢模具堆焊用金属粉芯焊丝TIG堆焊时工艺性能优良，堆焊层硬度、熔敷金属的抗拉强度等力学性能达到了国外相应实芯焊丝的水平，有很好的应用前景，对实现TIG模具堆焊材料国产化具有重要的价值。