超声滚压是一种新兴的表面纳米化技术,可显著提高工件表面性能。针对H13模具钢制作模具手工抛光耗时费力问题,研究超声滚压对H13模具钢表面性能的影响,探索采用超声滚压工艺替代抛光工艺的可行性。本文采用山东华云机电科技有限公司生产的HK30C华云豪克能金属表面加工设备对H13模具钢进行超声滚压加工处理。利用VHX-6000型超景深数码显微镜对加工后的样品表层进行微观结构分析;采用X射线应力分析仪沿样品表层测定残余应力,并与ANSYS有限元分析结果进行比对;用表面粗糙度测试仪对样品进行表面粗糙度测定;用维氏硬度计测定滚压前后样品的表面硬度等,对样品表面性能进行模拟及实验研究。本文所得主要结果如下:（1）ANSYS有限元模拟分析,得出经超声滚压表面加工处理后,H13钢表层存在残余压应力,并且压应力分布较均匀,随着样品的深度加深而减小。通过X射线应力分析仪对残余应力测定,实际样品表面确实存在-671.3 MPa残余压应力,与模拟结果接近;（2）经超声滚压表面加工处理后,H13模具钢表层形成光洁的表面,表面质量得到提高,表面粗糙度由精车后的1.024μm降低至0.065μm;（3）经超声滚压表面加工处理后,H13模具钢表层晶粒得到细化,表面晶粒直径从2μm细化到0.44μm,呈小碎片状,并且随着深度的加深,晶粒细化程度减缓,当达到一定深度时,晶粒和未经处理的H13模具钢接近;（4）经超声滚压表面加工处理后,H13模具钢表面维氏硬度由平均554.86HV₂提高到613.18 HV₂,硬度的提高主要是由于加工硬化和晶粒细化的共同作用;（5）从摩擦系数、磨损量、磨损形貌三个方面的实验分析得出超声滚压处理能提高H13模具钢表面耐磨性能;（6）通过裂纹断裂实验检测,普通试样在循环27431周次后断裂,而经过超声滚压的试样在循环849596周次后才断裂。更比对裂纹断口和a-N曲线得出经过超声滚压的试样,疲劳强度比普通试样高。