日常生活使用的马氏体不锈钢刀具耐蚀性较差、硬度偏低、刀口易钝,有必要采用新材料和工艺进行改进。本文以316不锈钢作为刀具材料,研究一种双电源低温离子渗氮工艺,以期在不降低316不锈钢耐蚀性能的情况下,提高其表面硬度和耐磨性,实现生产应用。本文主要研究内容及结论如下:（1）确定了适合双电源渗氮的阴极结构。阴极由对称平行的上中下三层极板构成,上、下极板接交流电源的负极,中层极板接直流电源的负极。（2）利用双电源阴极结构,研究了三层极板上工件渗氮后的组织和性能,结果显示:上、下极板上工件的渗氮层厚度和表面硬度差距较小。中层极板工件渗氮速率最快,渗氮层厚度为12.5μm,是上层的3.0倍、下层的2.8倍;渗氮层硬度最高为1025 HV0.025,是上层的1.9倍、下层的1.7倍。48 h盐雾试验后,中层工件表面无明显锈斑,而上下两层工件出现少量锈斑。因此,工件的最佳渗氮位置位于中层极板。（3）以中层极板工件为对象,确定适合于双电源的氮化温度范围。结果显示:中层极板工件的渗氮层厚度和表面硬度均随着氮化温度的升高而增加。氮化温度≤380℃时,工件渗氮层为单一的γN相,48 h盐雾试验后表面未生锈,耐蚀性不低于基体;而氮化温度≥400℃时,工件渗氮层中有少量Cr N沉淀,48 h盐雾试验后表面存在大面积锈斑,耐蚀性低于基体。因此,双电源渗氮的氮化温度不宜高于380℃。（4）通过正交实验,获得双电源离子渗氮最优工艺为:交流脉冲电压360 V,直流脉冲偏压270 V,温度380℃,气压60 Pa,N2:H2=1:3,保温时间8 h。此最优工艺下,双电源渗氮工件的渗氮层厚度为43.4μm、表面硬度为1350 HV0.025、摩擦系数为0.42、磨损率为3.15×10-8 mm3/Nm、渗氮层腐蚀电位为-180 m V。双电源渗氮的工件表面硬度为基体的6.6倍,为单电源渗氮工件的3.1倍;磨损率比基体下降了71.4%,比单电源下降了44.0%;耐蚀性与基体相当且优于单电源。双电源的渗氮速率约是单电源的8.5倍。（5）用优化后的双电源离子渗氮工艺,对316不锈钢刀具进行了生产试制。结果显示:316不锈钢刀具表面形成了40.2μm的渗氮层,刀具刃口表面硬度为1340 HV0.025,强化后的刀具可通过48 h标准盐雾试验,满足刀具的技术要求。