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H13钢因其具有各种优良的性能在铝合金型材挤压模具中得到了广泛的应用,但在高压、高温、高应力的恶劣服役环境下,其表面因磨损和热疲劳等形式而导致失效。要增加H13钢模具使用寿命,提高表面性能是关键。复合表面处理改性和强化是当今材料表面强化的有效方式之一。本文在前期研究已取得优良的渗层组织和高性能的铌钒碳氮化合物层的平台上,采用SEM电子显微技术、EDS元素能谱分析及XRD分析等研究手段,深入分析了多元共渗的高温耐磨性和红硬性性能。在500℃下对未处理H13钢试样、软氮化处理H13钢试样和RE-N-C-S-V-Nb多元共渗试样进行高温摩擦磨损实验。结果表明：三组试样的高温摩擦系数基本相同,高温摩擦时,三者都伴随着氧化磨损。在此实验条件下,多元共渗的高温磨损率为2.96×10-13m3/N.m,约为软氮化处理H13钢的1/4,约为未处理H13钢的1/7。高温摩擦磨损中,多元共渗H13钢的磨损机制为氧化磨损和黏着磨损为主,软氮化处理H13钢以氧化磨损和磨粒磨损为主,未处理H13钢以氧化磨损和严重磨粒磨损为主。未处理H13钢在摩擦过程中表面形成细微裂纹,基体发生一定形变,软氮化处理H13钢表面因剥层磨损剥落,多元共渗H13钢表面保持较好的完整度。在红硬性实验研究中,560℃和600℃下RE-N-C-S.V-Nb多元共渗试样红硬性最好,560℃下表面硬度仍保持1334HV0.1,软氮化处理H13钢试样次之,未处理H13钢试样最差。640℃保温4h后,表面渗层氧化剥落。研究发现晶粒大小随保温时间的变化、元素富集区的形成及化合物层的氧化剥落共同影响渗层红硬性性能。预渗处理因增加渗层厚度、减小合金元素富集等作用能大幅提高渗层红硬性,铌钒碳氮化物的互溶使得铌钒共渗较单渗铌、钒的红硬性高。稀土元素因偏聚在晶界之间,起类似针扎效应而起到阻挡晶界移动,故而起晶粒细化的作用,所以加入稀土元素能有效提高红硬性能。