为了弥补奥氏体不锈钢表面单一低温硬化处理的不足,解决奥氏体不锈钢低温气体硬化处理去除不锈钢表面钝化膜难和低温离子硬化处理方法试样温度不均匀的难题。本文采用奥氏体不锈钢低温离子-气体复合硬化处理新工艺,首先用H+轰击试样,去除试样表面的钝化膜,提高其表面活性;然后关闭直流辉光放电电源,通入H2+CO混合气体,在低压下对试样进行气体低温渗碳处理。为了保持试样表面的活性,提高渗碳的速度,在整个处理过程中采用了离子轰击和气体低温渗碳多次循环处理的方法,目的是在不锈钢表面得到厚的高耐蚀性硬化层。试验结果表明,在不降低不锈钢表面耐蚀性能的临界温度范围内,不锈钢表面的硬度和渗层厚度随渗碳温度的升高而提高;增加处理循环周期,也可以提高奥氏体不锈钢表面的硬度和厚度。奥氏体不锈钢经过低温离子-气体复合处理后,不锈钢表面的硬度、耐磨性、疲劳强度都有明显的提高。本文研究了奥氏体不锈钢低温离子-气体复合处理工艺,并对其工艺、机理作了系统的研究,探讨了H2:C O比例、气体压强、离子轰击时间等因素对渗碳层的影响。试验结果表明,低温渗碳温度要低于550℃,高于此加热温度会使奥氏体不锈钢中析出铬的碳化物,该化合物将与不锈钢基体构成电化学腐蚀,从而降低不锈钢的耐蚀性。在试验周期的范围内,增加离子轰击和气体渗碳处理的循环周期数可以提高奥氏体不锈钢的表面硬度和渗层厚度。利用正交试验设计法对奥氏体不锈钢低温离子-气体硬化复合处理工艺参数进行了优化,并对正交试验预测的优化工艺参数进行了验证。综合厚度和硬度两个指标,奥氏体不锈钢低温离子-气体硬化复合处理优化的工艺参数为:渗碳温度为500℃,渗碳周期为6T,H2:CO=1:5,气体压强为-0.04MPa,离子轰击时间为30min。