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近几年，我国模具工业发展迅速，但相比于工业发达国家的模具钢产业，还存在很大的差距。热处理工艺对模具钢的性能有重要的影响，选择合理的热处理工艺可以有效的提高模具钢的使用寿命；工程实际应用中绝大多数的失效都是从表面开始的，因此对模具进行表面改性处理可以有效提高模具的性能和延长其使用寿命。 本文利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪以及洛氏硬度计、显微硬度计和磨损试验机等分析测试手段分析了淬火及回火温度对这种热作模具钢组织和性能的影响，以及渗碳温度及时间对模具钢从表层到心部组织和性能的影响。研究获得如下结论： 在1100℃以下对这种热作模具钢进行淬火时，硬度较低、磨损量较大。在1100℃淬火时，有较好的硬度和耐磨性，其磨损量较低。当淬火温度升高到1150℃时，可以看到粗大的马氏体组织。故得到的组织的硬度降低，磨损量增加。 热作模具钢经1100℃淬火后，在回火过程中，逐渐析出碳化物，且随着回火温度的升高，析出的碳化物类型由渗碳体逐渐向合金碳化物转变，因而，硬度随着温度升高而增大，磨损量随着温度的升高而减小。当回火温度进一步升高时，形成的合金碳化物尺寸逐渐增大，且体积分数增加，回火马氏体含碳量降低，同时，由于高的回火温度，晶粒容易长大粗化，这些原因都导致热作模具钢在较高温度回火时，硬度下降，磨损量升高。热作模具钢优化的热处理工艺为：1100℃/油淬+2次560℃/2h回火。 热作模具钢随着渗碳温度的升高，原子的扩散速率增大，得到的渗层深度越大；随着渗碳保温时间的延长，碳化物的数量增加，碳化物的尺寸稍有增大。渗碳后进行淬火实验结果显示：950℃淬火后的渗层组织明显要比850℃淬火后的组织均匀。950℃淬火时表层碳化物尺寸碳化物尺寸也小于850℃淬火时碳化物尺寸。热作模具钢在900℃渗碳8h然后经950℃淬火、200℃回火得到的组织的耐磨性较好。磨损机理除了表面疲劳磨损和粘着磨损外，还存在磨粒磨损。