离子注入技术在改善工模具材料的表面性能,减少材料损耗,提高机器使用寿命的研究中起到了重要作用。它具有与基体结合牢固、可添加不同离子而获得所需表面特性、可控性和重复性好以及无污染等优点,近年来受到广泛关注。本文利用MEVVA源强流离子注入机,将能量为105 keV,剂量为0.5×10¹⁷ ions/cm²⁵.0×10¹⁷ ions/cm²的Ti离子和能量为120 keV,剂量为0.5×10¹⁷ ions/cm²¹.5×10¹⁷ ions/cm²的Nb离子,分别注入H13、Cr12MoV、W18Cr4V、M2和65Mn几种典型的工模具钢中;采用表面性能测试方法对注入前后材料表面的综合性能（硬度、摩擦系数、耐磨性和耐蚀性）进行测量;利用SEM、AES、XPS和EDX等分析手段对注入前后的材料表面形貌,注入元素的化学价态及浓度分布等进行分析。研究结果表明:经过Ti离子注入后的H13、Cr12MoV、W18Cr4V、M2和65Mn钢表面的显微硬度和抗磨损性能均有所提高,摩擦系数下降;耐蚀性提高,腐蚀速度减慢;并在表面形成化合物,减轻了材料表面铁元素的氧化;注入元素Ti在基材中的浓度呈现高斯分布,在约为102 nm处达到约为44%的峰值浓度,注入深度大于250 nm;Nb离子注入后,不仅改善了H13、Cr12MoV和M2钢表面的耐蚀性,显微硬度和抗磨损性能均有所提高,而且Cr12MoV和M2钢的摩擦系数有所下降。通过本论文工作为今后金属离子注入在工模具行业的工业化应用提供了有价值的参考。