固体渗硼技术是一种常用的提高H13热作模具钢使用寿命的表面处理方法,传统渗硼处理方法在高温下进行,能耗大,容易导致工件尺寸变形严重,硼-镍共渗和稀土催渗成为了该领域的前沿研究方向之一。本文选用H13钢为基材,研究了渗剂配比对渗硼层组织的影响;研究了工艺条件（渗硼温度、保温时间）对硼-镍渗层组织及性能（硬度）的影响;研究了稀土-催渗对渗硼层组织及性能的影响。实验结果对优化H13钢硼-镍共渗工艺和稀土催渗工艺具有重要的指导意义。实验结果表明:（1）在860℃×4h工艺条件下,应用双因素法研究了碳化硼-氟硼酸钾型的渗硼剂对H13钢表面组织结构和性能的影响,获得最优渗硼剂配比为:5%B₄C+5%KBF₄+5%C+余量SiC,渗后材料呈现渗硼层、过渡层和基体三层,渗硼层为以Fe₂B相为主的Fe B+Fe₂B双相组织,渗硼层厚度在10¹4μm之间,硼化物表面硬度值在1100¹350HV0.1。（2）对材料表面进行镀镍处理,经过920℃×4h扩散退火和硼-镍共渗,优化获得硼-镍共渗工艺参数为980℃×5h,渗层厚度可达112.75μm,约为单渗硼渗层厚度的2倍。（3）硼-镍共渗层主要由FeB相、（Fe,Ni）2B相、Ni₂B相、Fe₂B相以及γ-（Fe,Ni）相组成;渗层齿间形成的γ-（Fe,Ni）固溶体让镀镍渗硼渗层的硬度降低,硼-镍共渗层硬度和脆性均小于单渗硼层。（4）在980℃×5h工艺条件下,单渗硼和镀镍渗硼相比,硬度梯度曲线呈现相似的变化特征,随渗硼层深度的增加,渗层截面硬度值也增加,距离试样表面28³2μm之间出现了硬度的最大值,普通渗硼硬度的最大值出现在25μm处,最大硬度可达1550HV0.1,而镀镍渗硼硬度的最大值出现在27μm处,可达1420HV0.1。(5渗硼温度显著影响渗硼层厚度,随温度升高,渗硼层厚度增长速度呈现加大的趋势。较佳的稀土-硼催渗温度为980℃,较合适的保温时间为5h。CeO₂稀土最佳添加量为2%,渗层厚度为85.77μm,比单渗硼渗厚增加19.95μm;La₂O₃稀土最佳添加量为1.4%,渗层厚度为76.519μm,比单渗硼实验渗厚增加10.24μm。（6）在980℃×5h工艺条件下,与单渗硼硬度相比,添加CeO₂稀土的渗层硬度约为1210HV0.1,硬度值降低了340HV0.1;添加La₂O₃稀土的渗层硬度约为1430HV0.1,硬度值降低了120HV0.1;其过渡层的硬度值下降速率变缓慢,有效地缓减了渗硼实验中过大的渗硼层硬度梯度,加强了渗硼层和基体的结合力,提高了耐磨性和抗冲击能力。（7）镍-硼共渗试样渗硼层厚度要大于稀土催渗实验所得的渗硼层厚度值;添加稀土对降低渗硼层和基体的硬度梯度的效果要强于硼-镍共渗。H13钢对CeO₂稀土较为敏感,添加CeO₂稀土比添加La₂O₃稀土更容易促使生成的Fe₂B相,催渗效果比La₂O₃稀土好。