H13钢因其强韧兼备的优点在热作模具钢中应用广泛,但是其在某些实际的工况条件较为恶劣,因此在具体的应用过程中H13钢表面常会因为热磨损和热疲劳造成失效,使用寿命较短。化学热处理是提高H13钢使用寿命的一种比较常用的表面处理方式,其中渗硼和渗碳处理使用较为广泛。国内外研究表明单一的渗硼或渗碳处理获得的渗层虽然具有较高的硬度和耐磨性能,但是脆性大、容易脱落。采用硼碳共渗、硼硅共渗的方法能够在提高基材表面硬度和耐磨性能的同时,优化渗层质量,达到延长热作模具钢使用寿命的目的。本文选择H13钢作为基材,采用固体化学热处理的方式对基材进行了渗硼、渗碳、硼碳共渗、硼硅共渗、碳硅共渗处理,并对渗层通过光学轮廓仪、显微硬度计、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等设备,对材料表面的粗糙度、渗层厚度、组织形貌以及渗层物相成分进行分析比对,获得最优工艺参数;研究了优化工艺下渗剂成分配比、加热温度和保温时间对渗层组织和性能的影响;使用高温摩擦磨损试验机以及光学显微镜对渗层宏观形貌、渗层摩擦系数和磨损体积进行了分析研究,并采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等设备对摩擦磨损产生磨痕的微观形貌、磨痕表面物相进行了分析,并讨论了渗层的磨损机理。具体研究结果如下:硼碳共渗最优工艺参数为共渗温度960℃、共渗时间7 h、渗剂比例硼碳比7:3;硼硅共渗最优工艺参数为共渗温度960℃、共渗时间7 h、渗剂比例硼硅比8.8:1.2;碳硅共渗最优工艺参数为共渗温度960℃、共渗时间7 h、渗剂比例碳硅比8.5:1.5。最终热处理参数为淬火温度1050℃、保温25 min,回火温度550℃、保温时间120 min;硼碳共渗和硼硅共渗经过最终热处理后硬度可达1698HV0.1和1678HV0.1,碳硅共渗后渗层硬度达到最高值1046HV0.1;共渗层主要是由Fe2B、Fe B、Cr B组成,其中Fe2B含量最高;从电化学腐蚀的测试结果来看,硼硅共渗和硼碳共渗能够提高材料的耐蚀性能,其中硼硅共渗效果优异。H13钢经过化学热处理后材料的耐磨性显著提高,其中硼硅共渗、硼碳共渗和渗硼处理效果更优。