本文以目前高锰钢铸件在中、低应力条件下，由于受力表面不能充分加工硬化、表面初始硬度低，造成高锰钢铸件使用初期磨损严重等问题为研究背景，采用真空消失模铸渗(V-EPC)工艺浇注高锰钢熔液，从而制备出组织致密、无明显宏观缺陷的WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料。论文研究了合金粉末配方、碳化钨粒度、碳化钨类型、EPS珠粒加入量、合金涂层厚度、相对厚度、粘结剂种类、合金涂层预制方式、合金涂层相对密度等因素对表面复合层质量的影响。研究结果表明： 研制的合金粉末配方可以制备出组织致密、无明显宏观缺陷的高锰钢基表面复合材料。合金粉末的最佳配方为50％Ni-WC+30％Cr-Fe+14％EPS+3％合成树脂+3％硼砂。粒度在50～150日的铸造WC和Ni-WC粉在铸渗的过程中全部溶解，凝固后以含有W、Cr、Ni等元素的合金渗碳体形式析出。用Ni-WC粉制备的复合层质量优于铸造WC，复合层中没有明显的气孔、夹渣等缺陷。 加入适量的EPS珠粒可以明显改善高锰钢母液对合金涂层的浸渗能力，但加入过多的EPS珠粒则会在复合层中产生过多的气孔缺陷。使用水玻璃作为粘结剂，复合层组织中出现了黑色杂质相；使用合成树脂作为粘结剂时，复合层组织中没有黑色杂质相出现。 采用涂覆法，合金涂层的厚度超过7mm时，复合层与基材之间出现分层、脱落现象。采用压块法，能够制备复合层较厚(约10mm)的表面复合材料，并且复合层质量明显优于涂覆法。合金涂层相对密度越大，复合层的质量越好。 表面复合层的显微组织包括三种组成相：鱼骨状合金渗碳体，其成分特点为低铁、高钨，是复合层中显微硬度最高的相；岛状合金渗碳体，其成分特点为高铁，富含钨、铬，显微硬度较高但低于鱼骨状合金渗碳体；合金奥氏体，是复合层中的基体，含有少量的W、Cr、Mn、Ni等合金元素，显微硬度高于高锰钢基体。 鱼骨状合金渗碳体主要分布在复合层中部(距表面深度约1.5～4mm)。过渡层的显微组织主要是岛状合金渗碳体，鱼骨状合金渗碳体的数量在过渡层明显减少并且呈点状分布。从复合层表面向内，显微硬度值呈现先升后降的变化趋势，在复合层中部显微硬度达到最大值(1541HV)。