采用表面处理技术,提高压铸模具相关的服役性能,是当前压铸模具研究、应用领域中最热门的方向之一。8407模具钢作为常用的铝合金压铸模具材料,在交变热应力的反复作用以及熔融铝合金的冲刷和腐蚀下,模具表面产生热熔损和热疲劳而失效。因此,找到一种能够同时提高8407钢的抗热熔损和抗热疲劳性能的表面处理新方法具有重要意义。常用表面处理技术如渗硼、氧化、渗氮等,都是通过在压铸模表面生成新的化合物层,避免熔融铝液和模具的直接接触,从而提高其抗热熔损性能。但是,这些化合物层与模具基体在热力学性能上的差异,容易导致应力集中,从而降低压铸模更为重要的热疲劳抗力。鉴于上述方法存在的缺陷,本论文采取先渗铝后氧化的复合处理方式对8407钢表面进行处理,期望通过在模具表面形成Fe-Al-O复合氧化物过渡层来提高其抗热熔损和抗热疲劳性能。首先,在理论分析的基础上进行了热浸镀铝实验,考察了浸镀温度和浸镀时间对渗铝层厚度的影响,并分析了渗铝层横截面组织与成分,提出了适宜的热浸镀铝条件为：750℃浸镀10min左右。在理论分析的基础上进行喷涂扩散法渗铝实验,考察了扩散温度和扩散时间对渗铝层厚度的影响,并分析了渗铝层横截面组织与成分,提出了适宜的喷涂扩散法渗铝条件：铝涂层厚度100μm左右,渗层厚度40～60μm范围内,扩散温度550℃,扩散时间4h左右。通过比较两种渗铝方法形成的渗铝层质量,确定选用喷涂扩散法对8407模具钢表面进行预渗铝处理更加合理。其后,在理论计算的基础上进行高温氧化实验,研究了不同气氛下渗铝试样的氧化行为,考察了氧化温度和氧化时间对氧化膜厚度的影响,并检测了氧化膜组织和物相,提出了适宜的高温氧化条件为：纯O2气氛下,570℃氧化3h以上。利用Fe-H2O和Al-H2O体系的电位-pH图确定Fe-Al合金表面能够同时生成Fe3O4和Al2O3氧化膜的条件为：溶液的pH值在4.6～8.3范围内。依此配制电解液,并进行了常温硬质阳极氧化实验,考察了磺基水杨酸浓度、氧化时间和电流密度对氧化膜厚度和硬度的影响,测定了氧化膜组织、成分和物相,并利用正交试验优化了硬质阳极氧化的参数条件,确定了在常温25℃条件下,硬质阳极氧化处理的最优参数条件为：磺基水杨酸浓度50g/L,氧化时间60min,电流密度2.5A/dm2。通过比较两种氧化方法形成的氧化膜质量,确定选用常温硬质阳极氧化方法对渗铝后的8407模具钢表面进行氧化处理更为合理。分别采用静态和动态热浸熔融ADC12铝合金溶液的方法,对比研究了表面未处理和表面渗铝氧化处理试样的热熔损行为,观察试样表面状况和横截面组织,并分析未处理试样熔损断面成分,利用熔损失重和熔损速率评价热熔损性能。结果表明,表面渗铝氧化处理能显著提高试样的静态和动态熔损抗力,使其综合熔损抗力明显改善。论文结合实验结果,分析了8407钢的热熔损机理,还从氧化膜性质、氧化膜与基体结合状态及氧化膜与铝液的润湿性三个方面,综合讨论了氧化膜的抗热熔损机理。最后,采用循环加热法进行热疲劳模拟实验,对比研究了表面未处理和表面渗铝氧化处理试样的热疲劳行为,观察试样表面产生的热疲劳裂纹形貌,根据主裂纹长度及其倒数评判热疲劳性能,考察了热疲劳主裂纹长度与热循环周次之间的关系。研究结果表明,表面渗铝氧化处理能够同时提高热疲劳裂纹萌生抗力和扩展抗力,使试样抗热疲劳性能得到改善。论文结合实验结果,分析了8407钢的热疲劳机理,还从热疲劳裂纹的萌生和扩展两个阶段,对氧化膜的抗热疲劳机理进行了探讨。