模具钢在服役过程中不仅要经受热熔金属和冷却介质的冷热循环交替作用,还要承受高的冲击载荷和复杂的多向应力,其服役环境及其恶劣,由此带来的模具表面磨损现象成为非常棘手且亟待解决的严重问题,因此,提高模具表面综合性能,特别是延长使用寿命和提高其制品质量已成为模具发展的首要任务。激光表面改性作为表面工程的新兴技术,可在保持模具良好强韧性基础上,提高其表面耐磨性能。本文以5Cr Ni Mo钢作为实验研究对象,采用HGL-6000型横流CO2激光器对5Cr Ni Mo钢进行了宽带激光淬火和激光熔覆Fe基合金的工艺研究,并对激光淬硬层进行深冷处理;采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对淬硬层和熔覆层组织与物相进行观察和分析,采用显微硬度计和高温摩擦磨损试验机测量了淬硬层与熔覆层的硬度与耐磨性。实验结果表明:随着扫描速度从600 mm/min增至800 mm/min和1000mm/min时,激光淬硬层组织随之细化;但硬度却有所下降,分别为751HV,733HV和721HV。深冷处理使淬硬层显微硬度提高了30HV以上。随着扫描速度增加,淬硬层的摩擦系数分别为0.513、0.432和0.405,磨损量分别为5.7mg、8.3mg和4.1mg;而基体摩擦系数为0.708,磨损量为12.4mg;淬硬层的抗磨损能力为基体1.5倍以上。淬硬层的磨损机制主要为磨粒磨损与疲劳磨损,而基体出现了粘着磨损现象。单道和多道搭接铁基合金激光熔覆层的显微硬度分别为466HV和458HV。熔覆层和基体的600℃高温摩擦系数分别为0.385和0.694,磨损量分别为0.0507g和0.1659g;熔覆层抗磨损能力为基体的3倍。