【摘要】：奧氏體不銹鋼具有強度高、韌性好、耐蝕性強等綜合優點,被廣泛地應用在石油、化工、制藥、食品等工業中。但它的硬度較低,只有HV260左右,而且耐磨性能差,在一些場合很難滿足使用要求,限制了其使用范圍。人們一直在尋求各種方法,以提高其硬度和耐磨性能。其中氮化是提高奧氏體不銹鋼摩擦學性能最廣泛使用的表面技術之一。近20年來,等離子體氮化技術的發展和完善為不銹鋼表面硬化開創了重要的技術途徑,等離子體氮化已成為不銹鋼表面強化方法較好的選擇。但是由于氮化后氮化層中CrN的形成等原因導致固溶體中貧鉻,降低了腐蝕性能。本文采用ICP低溫等離子體氮化方法,獲得了沒有鉻析出的滲氮層。,使奧氏體不銹鋼表面硬度和耐磨性得到提高,同時耐蝕性沒有惡化。結合目前人們往往只注重成膜質量與放電宏觀參數之間的關系,如氣體壓強、放電電壓、電流、放電頻率等,而忽略等離子體的微觀參量,如離子密度、離子溫度、電子密度、電子溫度等。本文主要從離子流密度角度,說明其對氮化的影響。主要研究了離子束流密度對偏壓、工作壓力、硬度和摩擦系數的影響,確定最佳氮化工藝,以達到不銹鋼表面改性目的。實驗中采用X射線衍射(XRD)和OES方法進行物相結構分析和光譜監測,同時運用顯微硬度計和磨損試驗對試樣的表面硬度及耐磨性進行分析。研究表明,采用低溫等離子體氮化方法得到氮化層的最佳工藝參數為：N2流量：10sccm;射頻功率：80W；工作壓力：10Pa；偏壓：-500V；工作時間：2h。該工藝制備下的氮化層表面顆粒細小均勻,硬度達850HVo.025左右,耐磨性提高。隨著離子束流密度增大,氮化效果越好,其中N2和N2+在氮化過程中起主導作用。