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H13热作模具钢（国际牌号40CrMoV5，国内牌号4Cr5MoSiV1）是目前应用最广泛的热作模具钢之一，被广泛应用于铝、铜、镁及其合金的热挤压模、热锻模和铝、镁及其合金的压铸模等。由于模具的工作环境恶劣、成本高，对其进行强化与修复存在实际意义。激光淬火技术是现有各种激光表面处理技术中研究和应用最多的方法之一，具有变形小、硬度高等优点。激光熔覆技术是近年来发展比较迅速的一种表面改性技术，在激光作用下，基材表面形成良好冶金结合的熔覆层，从而改善或修复零部件，延长其使用寿命。本文采用FL-DLS21-Dlight4kW半导体激光器对H13模具钢表面进行激光淬火强化和Ni基粉末激光熔覆修复。通过X-射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）等手段分析硬化层和熔覆层组织结构、物相组成，解释组织形态的形成机理及物相分布区域；采用HVS-1000A数显维氏硬度计对硬化层和熔覆层进行显微硬度测量；利用MG-2000型摩擦磨损试验机对基体、硬化层和熔覆层的耐磨性进行测试，并分析耐磨机理。同时本文还分析了熔覆层的裂纹和气孔的形成机理，并给出改进方法。组织分析表明，激光淬火后组织由表及里分为硬化区、热影响区和基体，硬化区主要由针状马氏体和少量残余奥氏体组成。激光熔覆后组织由表及里依次是熔覆区、结合区、热影响区和基体，组织形状依次为等轴晶、树枝晶、胞状晶和平面晶，Ni/SiC-Y2O3熔覆层由γ-(Ni,Fe)、Ni31Si12、M23C6、Ni3B组成， Y元素可能以Cr2Si2Y形式存在，同时还存在FeNi3化合物。硬化层与熔覆层硬度都得到明显提高。优化后的激光淬火硬化层最大硬度达到达到792.1Hv0.2，较基体提高58.4%，搭接区硬度较非搭接区有所下降，是由后续激光的回火作用导致。添加1.0wt.%Y2O3得到的激光熔覆层硬度最高，达867.4Hv0.2，较基体硬度提升73.5%。摩擦磨损实验表明，各试样磨损初期均表现为氧化磨损，H13基体主要表现为粘着磨损，激光淬火后硬化层与基体相比相对磨损性达到2.5，磨损机理表现为磨粒磨损。Ni/SiC-1.0wt.%Y2O3熔覆层耐磨性较基体提高1倍多，磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主。裂纹形成的主要形式有：基体与结合区的界面产生的弥散裂纹；熔覆层顶部萌生的粗大裂纹；碳化物颗粒上的裂纹。气孔主要产生的原因：熔覆过程中熔池内的反应生成气体；粉末潮湿高温下产生气体。改善裂纹的主要方法：减少残余内应力；不使开裂的倾向性成为现实。改善气孔的主要方法：改进工艺参数与熔覆粉末配方；熔覆前对粉末进行预热。