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H13钢作为国内外广泛使用的一种热作模具钢,具有较高的淬透性、耐磨性、韧性以及良好的冷热疲劳性。然而,在高温金属摩擦和挤压的严酷工况条件下,热磨损作为H13钢主要的失效形式之一往往会导致H13钢早期失效。采用激光熔覆对其进行表面处理可有效地提高H13钢的高温耐磨性和使用寿命。本文采用激光熔覆在H13钢表面制备耐磨涂层,并采用SEM、XRD、XPS等对涂层进行了微观分析。针对涂层和H13钢在400、500和600℃下进行了高温磨损实验,对比研究了涂层与H13钢的高温磨损行为和耐磨性,采用SEM、XRD、Raman等对涂层的磨面及剖面的形貌、物相及成分进行了测试和分析,并探讨了涂层的高温磨损机制和抗磨机理。可见,此研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本研究采用多道多层激光熔覆法在H13钢表面成功地制备出不同Ni含量的铁基合金涂层,涂层无孔洞、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合。各涂层呈现出类似的凝固组织,第一层从底部到顶部依次是胞晶、柱状晶、等轴晶,第二层主要是等轴晶或树枝晶。随着Ni含量增加,涂层的基体物相从α-Fe转变为γ-（Fe,Ni）,XRD和XPS测试结果表明,涂层中有Al3Ni、AlNi和Fe3Al等金属间化合物的析出。涂层硬度随着Ni含量的增加而降低,各涂层的热稳定性要明显优于H13钢,其中涂层4最为优异。高温摩擦磨损实验结果表明,各涂层的磨损率随着温度和载荷的增加而增加,并且随着Ni含量的增加,涂层1到涂层4的磨损率逐渐降低,涂层5和6略有升高。其中涂层4在400、500、600℃下的磨损率最低,几乎均在5×10-6mm3/mm以下。而相比之下,H13钢,除500℃外,400和600℃下的磨损率几乎都高于5×10-6mm3/mm,甚至在600℃、150N下磨损率达到了33×10-6mm3/mm。因此,与H13钢相比,涂层具有优异的高温耐磨性。可见,这些激光熔覆涂层可以有效地提高H13钢的高温磨损性能。通过对各涂层和H13钢的磨损行为和特征的分析,发现各涂层在400-600℃的磨损机制为氧化轻微磨损和氧化磨损的轻微-严重转变,只有涂层4的磨损机制主要为氧化轻微磨损。而H13钢在400-600℃的磨损主要处于氧化磨损的轻微-严重转变区,甚至在600℃、150N下发生了塑性挤出磨损。涂层高的高温耐磨性主要与摩擦氧化物和涂层热稳定性有关。高温磨损时,涂层磨面亚表层保持较高的硬度（基本在450HV以上）下,摩擦氧化物层受到足够的支撑而起到完全保护作用,处于氧化轻微磨损。当磨面亚表层有所软化,硬度降至300-400HV,摩擦氧化物层没有得到足够的支撑而只起到部分保护作用,进入到氧化磨损的轻微-严重磨损转变区;当亚表层硬度降到300HV以下,亚表层基体发生了塑性变形,无法支撑摩擦氧化物层,故摩擦层出现严重破裂和剥落而失去保护作用,进入塑性挤出磨损。