铝型材挤压是在高温、高压和强力摩擦的封闭环境下进行,其恶劣的工作条件导致挤压模具过早失效。而模具的失效大多由工作表面开始,因此表面强化和改性就成为提高模具寿命的关键。　　 本文在N-C-S共渗的基础上,通过添加稀土、V、Nb元素及调整CNO-的浓度,进行了RE-N-C-S-V-Nb多元共渗成分对H13钢表面强化的研究,以其在模具型腔表面获得高硬度高韧性的VC、VN和NbC、NbN复合相层的氮碳化物。　　 通过正交实验优化了RE-N-C-S-V-Nb多元共渗成分和共渗工艺,采用SN-3400/EDS、X射线扫描仪等分析手段探讨了渗层的微观组织、存在形态、分布特点,分析了共渗成分优化及其工艺参数对渗层的影响规律,并从热力学和动力学角度分析了盐浴反应及渗层形成的机理,建立了渗层生长模型。主要研究结果如下:　　 1.完善了预渗+盐浴淬火+回火共渗2次的多元共渗工艺。预渗:560～580℃×2～4h;淬火:830～860℃×1h+1030℃×1h;回火:560～580℃×3h。　　 2.优化了盐浴成分,得到了各成分的最佳值。预渗盐浴与回火盐浴成分为:稀土含量1％,钒含量1.5％,CNO-含量为34％;淬火盐浴成分为:稀土含量5％,钒含量6％,铌含量6％。　　 3.取得了预期的氮碳化物组织。共渗层的主要物相组织为VN与Nb4N3及V8C7、NbC,渗层厚度达120μm。　　 4.共渗层硬度、抗高温氧化性和热疲劳性能均优于常规渗氮。在2N的测试压力下,硬度达1350HV,比常规渗氮高约200HV左右。高温抗氧化性能高3倍左右。在室温至700℃范围内热疲劳循环1000次,常规渗氮裂纹已经形成,而多元共渗试样几乎不见明显的裂纹。