针对目前高锰钢铸件在中、低应力工况条件下，在使用过程中，其受力表面不能充分加工硬化、表面初始硬度低，造成高锰钢铸件使用初期磨损严重等存在的问题，本研究采用真空消失模铸造工艺对高锰钢表面进行表面合金化(在铸件表面上形成了致密、厚度较厚的耐磨复合合金层)。利用正交试验法对高锰钢表面合金化工艺过程进行优化设计，分别考察了真空消失模(V-EPC)铸造工艺因素以及合金化涂料工艺因素对表面合金化质量的影响，从中确定了最佳的真空消失模铸造工艺参数和合金化涂料的最佳配比，研究了高锰钢铸渗合金层的组织和性能。通过动力学和热力学分析，对真空消失模法表面合金化的形成机理进行了探讨。研究结果表明： 1、最佳的真空消失模铸造工艺参数为：Cr-Fe合金粉粒度为70～100目，有机粘结剂选用聚乙烯醇水溶液，真空负压度为0.03MPa，浇注温度为1520℃。 2、最佳的合金化涂料配制工艺参数为：合金粉配比为80％Cr-Fe(70～100目)+20％B-Fe(40～70目)，2％聚乙烯醇水溶液，6％的复合熔剂，合金化涂料涂覆层厚度为4mm。 3、高锰钢铸渗合金层可分为三个区域，由表及里依次为烧结区、过渡区和熔合区。主要组成相为奥氏体组织，共晶组织、M7C3、(Cr,Fe)2B等复杂相不均匀地镶嵌在奥氏体基体中，在烧结区中存在着大量的未熔Cr-Fe.合金颗粒。铸渗合金层的厚度约为6.5mm，其与高锰钢基体呈冶金结合，形成了在试样截面上具有不同成分和组织的梯度功能材料。 4、由铸渗外层至铸渗内层，显微硬度呈先升后降的趋势。在铸渗中间层硬度达到最大值(1290HV)。 5、真空消失模法高锰钢铸渗过程包括五个阶段，分别为EPS高温裂解过程、金属液热量传输过程、动量传输过程、质量传输过程和铸渗合金层凝固过程。