现代工业发展对模具的性能提出了更高的要求，模具的质量直接决定产品的质量。模具工况一般复杂而恶劣，其失效常常是由于磨损、疲劳、热稳定性差等因素引起。为了提高模具的使用寿命，人们除了采用常规热处理外，各种表面强化技术也被广泛应用，特别是气体氮化工艺，因其能显著提高工件的耐磨性、抗擦伤性能、抗粘和性能、接触疲劳性能、冲击或交变载荷下的持久强度和耐腐蚀性能等，而且气体氮化工艺设备投资、生产成本低，更是被广泛关注。但是原有的气体氮化工艺因存在工艺周期长、氮化层不稳定等方面的缺点而影响了气体氮化工艺的广泛使用和使用效果。通过对模具预处理方法选择和气体氮化催渗工艺(预氧化、稀土催渗、真空脉冲氮化、预变形氮化)的实验研究，系统地探索了模具钢快速氮化处理工艺及氮化工艺的改进方法，探讨了模具钢快速氮化处理工艺对渗层组织性能的影响规律。结果表明：模具在气体渗氮之前进行一定规范的预氧化处理，会显著提高气体渗氮的速度，在保证渗氮效果的条件下，可缩短渗氮周期15％～30％，此外预氧化催渗还能提高氮化层的硬度，这与预氧化催渗处理的机理有关，预氧化催渗能在短时间内吸附更多的活性[N]原子，这对要求渗层不是很厚的工模具氮化处理具有很重要的意义；在获得同样渗层厚度和硬度的条件下，稀土催渗氮化可以降低渗氮温度获得较好的效果。在相同工艺条件下，稀土催渗氮化的白亮层厚度明显较常规氮化的要厚，这说明稀土对氮原子的渗入有明显的促进作用，且稀土催渗氮化层的白亮层组织致密，晶粒更细小，说明稀土的加入还有利于白亮层的改性作用；低压(真空)脉冲渗氮具有比常规气体渗氮处理更加合理的组织结构和性能特点。由于真空的净化作用和较高的炉气氮势，真空渗氮的速度较普通气体渗氮提高了一倍；采用喷丸预处理可加速渗氮和提高渗层硬度。喷丸预处理催渗的主要机制是表面层在形变过程中亚结构的细化和位错密度的增加及点阵畸变，这种表面处理状态就决定了经过塑性形变后再进行渗氮，在渗氮过程中，氮化物将优先在位错处形核，形变导致位错密度的增加可使氮化物在多处形核，且尺寸较小。细小的氮化物不仅强度硬度高，而且通过与位错的交互作用可钉扎位错，形成稳定的多边形化细微组织结构，从而使材料强韧化。