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H13钢作为目前使用最广泛和最具代表性的热作模具钢,服役期间工作条件恶劣,模腔表面受到高温高速金属液的反复冲击,其主要失效形式热磨损、热疲劳及热冲蚀与材料的表面特性密切相关,表面强化技术成为提高模具钢H13使用寿命的关键技术之一。论文采用离子氮化技术和多弧离子镀技术在H13钢表面形成离子氮化和CrN、CrAlN、CrAlSiN硬质薄膜。借助自动图像分析仪、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)分析氮化层和薄膜的组织结构和成分；用压入法在洛氏硬度计和LecoM-400-H1型显微硬度计测试氮化层和薄膜的显微硬度和膜基结合强度；用BDW-3型球-盘磨损试验机和HT-2001型球-盘磨损试验机检测氮化层和薄膜的常温和高温耐磨性。通过改变氮化温度、时间、气压和氮气混合比可得到不同厚度和相组成的氮化层,温度为510℃时没有明显渗层,气压为200Pa、300Pa和温度为540℃时只有扩散层。其它参数下渗层都由不同厚度的白亮层和扩散层组成。XRD测试分析表明渗层表面主要由ε-Fe2-3N和γ’-Fe4N和少量α-Fe、Fe2O3、Fe3O4组成,氮化后表面显微硬度为1000HV0.050以上,较基体提高一倍以上；氮化温度为570℃,气压为200Pa,氮化时间为3h,混合氮气比为60%时氮化层的常温磨损性能较好,比磨损率较基体降低3倍左右。温度为570℃,气压为100Pa,氮化时间为3h,混合氮气比为60%时氮化层的高温磨损性能较好,摩擦系数在0.2～0.3之间,比磨损率较基体降低6倍左右。用偏压300V、弧流60A沉积的CrN膜层表面较为平整,断面为致密的柱状晶结构,表面平均硬度为1968HV0.025左右,较基体提高3倍左右。膜基结合力为HF3；高温比磨损率较基体降低三倍左右；不同工艺参数下渗镀的CrAlN膜层表面粗糙,随Cr靶弧流的增加,表面铬含量增加,Al含量减少；随着偏压的增加,表面粗糙度降低,薄膜厚度先增后降。在偏压为300V、500V时,膜层结构致密,看不出柱状晶痕迹。膜层硬度高于2200HV0.025,但结合力较差,在HF5-HF6之间。偏压为300V,Cr靶弧流为45A时摩擦系数较低,比磨损率最小,较基体下降两倍左右。通过改变铬靶和铝硅靶弧流在未氮化和氮化后的H13钢表面沉积了不同成分和厚度的CrAlSiN薄膜,其表面较为粗糙,存在大量的颗粒和微孔断面组织疏松,部分薄膜出现了明显的分层现象。未氮化H13钢表面沉积CrAlSiN膜层结合强度等级在HF3-HF4之间,经离子氮化前处理的H13钢表面沉积CrAlSiN薄膜复合处理后结合强度明显提高,达到了HF1。Icr:IAlSi=1:1时氮化和未氮化CrAlSiN膜层的比磨损率均较基体降低1倍左右。