轴承在当代机械设备中有着重要的位置,是各类机械装备重要的基础零部件,被喻为“高端装备的关节”。轴承零部件的失效形式主要有摩擦磨损失效、疲劳失效等,因为轴承零部件的失效,常常会导致重大的安全事故和经济损失,所以国内对于高服役性能轴承钢的需求十分强烈。渗铬层和铬钒共渗层具有高硬度、良好的耐磨性、优异的热稳定性与抗氧化性能,是增强轴承钢表面性能、提高其使用寿命的理想覆层。固体包埋法是一种化学热处理技术,具有成本低、易操作等优点,在工业应用上具有明显的优势。本文采用固体包埋法在GCr15轴承钢表面制备渗铬层和铬钒共渗层,研究渗前预处理、渗铬保温时间、稀土氧化物种类及含量对渗铬层形貌、组织、结构及力学性能的影响,以及钒元素掺杂含量对铬钒共渗层形貌、组织、结构及力学性能的影响。利用SEM分析渗层的表面、截面形貌,XRD表征渗层的物相组成,显微维氏硬度计、洛氏硬度计评估渗层的力学性能,球-盘式旋转摩擦磨损试验机测试渗层的摩擦磨损性能。论文主要研究结论如下:（1）离子渗氮与气体碳氮共渗预处理均能对渗铬起到催渗的效果,其中气体碳氮共渗预处理具有最佳的催渗效果,相比于未处理渗铬,其厚度提升了61.8%;未处理渗铬主要物相为碳铬化合物(Cr₃C₂、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆),但经预处理后,渗铬层主要物相为Cr₃C₂、Cr₇C₃、（Cr,Fe）₂N_1-x;相比于未预处理渗铬,经过气体碳氮共渗预处理的渗铬层具有更佳的力学性能,其表面硬度达1420 HV_0.01,显微梯度硬度下降平缓,结合力达85 N,压痕等级为HF1。（2）随着渗铬保温时间的延长,表面形貌会趋向致密,但当保温时间过长时,会导致晶粒粗大等问题;渗层厚度随保温时间的延长呈抛物线增长;保温时间对渗层的物相影响不大。（3）不同稀土种类掺杂对于渗层相结构影响不大,其主要由Cr₃C₂、Cr₇C₃、（Cr,Fe）₂N_1-x等相组成。Cr-RE渗层均有提高耐磨性和减摩作用,其中Cr-La渗层具有最佳的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.471,磨损率仅为GCr15基体的1/5,其主要磨损机理为粘着转移和氧化磨损。（4）掺杂适量稀土氧化物可有效提高渗层厚度,稀土氧化物添加量存在一个临界值,超过这个临界值,渗层厚度反而会下降。稀土氧化物掺杂量为6%时,此时具有最佳的力学性能,其压痕等级为HF1,磨损率仅4.48×10^-7 mm³N^-1m^-1。（5）渗剂中适量的钒可以产生催渗的作用,其主要由Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、VC_x、VN等相组成。Cr-20%V渗层具有较好的综合性能,压痕等级HF1,平均摩擦系数0.505,磨损率3.25×10^-7 mm³N^-1m^-1,主要磨损机理为氧化磨损、粘着磨损和轻微磨粒磨损。（6）随着载荷的增加,渗铬层与铬钒共渗层的摩擦系数均逐渐降低;但渗铬层磨损率随载荷增大显著增加,铬钒共渗层磨损率随载荷增大稍有增加,在19.6 N载荷下,铬钒共渗层磨损率仅为渗铬层的1/3。