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在现代汽车制造、机械、动力及工程装备制造等领域,热锻加工是重要的成型加工手段,热作模具长期在高温环境中工作,承受着较大变动载荷的作用。如果选用的锻模材料的力学性能不佳,将使热锻模的使用寿命受到很大影响,进而影响到锻件质量,并增加生产成本,因此锻模材料的选择变得尤为重要。本文采用微束等离子熔覆加工方法,在H13钢基体上制备了以自熔性粉末Fe65为基础成分的多元合金增强的正交实验熔覆层,采用EPMA、XRD、OM等微观组织观察和测试设备研究各覆层的微观形貌、元素成分分布、物相组成。采用显微硬度计、球-盘磨损实验机、Gleeble热模拟实验机、箱式电阻炉等对覆层的性能进行了测试表征和分析。采用Al、W、V元素为影响因素,各元素选取三个含量值作为水平参量,覆层样品主要通过微观组织和回火硬度的对比分析,找出最佳配方组。结果表明,正交实验组熔覆层的显微组织中,基体相为含Al、Cr、W等元素的细小奥氏体,晶界处分布有短针状FeAl和Fe3Al金属间化合物,Cr7C3、WC、VC等碳化物呈枝晶分布。与空冷相比,正交组熔覆层经700℃高温回火后,其硬度显著提高。以正交组8H熔覆层硬度(566HV0.1)显著增加（并作为最佳成分配方覆层）;而参照组10J熔覆层硬度(379HV0.1)明显下降,H13钢硬度变化较小。在正交组覆层研究基础上,将最佳成分配方8H覆层、Fe65覆层和H13钢进行Gleeble热模拟对比实验,研究表明:各试样在前4次压缩循环中均有不同程度硬化,选取各试样第4次压缩循环时的性能作为试样材料失效前的有效数据。比较和计算8H、Fe65、H13三个试样材料的弹性模量发现,8H的覆层弹性模量达85.9GPa,分别是Fe65覆层、H13钢的百分之111.7%、135.7%,表明8H覆层的热强性更优,有利于减少膜膛表面的塑性变形程度。摩擦磨损实验发现,8H覆层的摩擦因数最小,体积磨损最少,抗摩擦磨损性能优于Fe65覆层和H13钢,这应与8H覆层中添加了适量Al、W、V等元素,起到晶粒细化和改善热强性有关。在高温氧化实验中,8H覆层表现出较佳的抗高温氧化能力,覆层表面大多数区域呈金属光泽,氧化主要存在于点状颗粒的微区。这与覆层中存在更为致密的Cr2O3薄膜和Al2O3薄膜的联合保护作用有关。综上所述,8H覆层的综合性能显著优于Fe65基础覆层材料和H13钢,对热锻模材料的表面改性研究具有重要的参考价值。