模具是工业生产中重要的构成部分,通常在高负荷、高冲击力的环境中工作。提高模具的性能,延长其使用寿命是十分必要的,因此对模具用钢进行表面强化处理是一种行之有效的方法。利用表面纳米化方法可以有效降低化学热处理温度、优化金属表面的结构和性能等优势,解决传统盐浴中存在的耗能高、处理温度高和实验环境差等问题。本文将表面纳米化与盐浴渗钒技术相结合,利用SMAT在45#钢表面获得纳米结构表层,利用纳米晶钢所具有的特性在低温下获得碳化钒覆层。通过借助光学显微镜（OM）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）、HV-1000硬度计、摩擦磨损机等表征手段对SMAT处理后的45#钢进行组织结构和力学性能的分析,对纳米表面渗钒层的组织结构和显微硬度进行分析。主要结论如下:（1）经过SMAT处理,在45#钢的表面获得了厚度大于80μm的变形层,表面层晶粒的尺寸大小在48 nm⁷0 nm之间;表层的显微硬度提升了25.7%,且沿深度方向硬度由表层到中心呈梯度变化;表面磨痕的深度、宽度以及摩擦系数均小于未经SMAT处理的表面。（2）机械研磨的参数（振动时间和振动频率）影响纳米层深度和晶粒尺寸。当弹丸与工件的距离恒定时,纳米晶层的深度随着振动时间的增大而增大,随着振动频率的增大而减少;晶粒尺寸随着振动时间的增大而变小。（3）确定盐浴渗钒的配方:73%Na₂B₄O₇+13%V₂O₅+4%B₄C+10%NaF,获得了致密均匀的碳化钒覆层。将SMAT预处理过的45#钢试件在盐浴中进行渗钒处理（处理温度750⁹00℃,保温时间4⁸ h）得到2.58¹0.42μm的碳化钒覆层,而未经SMAT处理的试件覆层厚度是0⁷.18μm。在处理温度850℃,保温时间4⁸ h下,覆层的厚度相比未SMAT处理的试件增加了44.4⁶8.1%。在保温时间4 h,处理温度800⁹00℃下,覆层的厚度是未经SMAT处理试件厚度的1.38².51倍。（4）覆层厚度与机械研磨参数一定关系:在相同的渗钒工艺下,渗钒层的厚度随着振动频率的增大先增加后降低,随着研磨时间的增加而增加。（5）在处理温度850℃,保温时4⁸ h的渗钒工艺下,覆层的表面硬度在HV1600以上,提高了3.86⁴.72倍,且沿深度方向的硬度分布从高硬度急剧降低到基体的低硬度,在界面附近存在突变。本研究表明,将表面纳米化与盐浴渗钒技术相结合在提高模具表面性能方面效果显著,对节能减排、改善环境有重要意义。