等离子渗氮技术作为表面改性技术被广泛应用于材料表面改性领域。316L奥氏体不锈钢及M2高速钢均在各自的应用领域发挥着至关重要的作用。奥氏体不锈钢金属制品具有耐高温,加工性能好,因此广泛应用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业,但奥氏体不锈钢存在耐磨性能差,硬度低等问题。对316L奥氏体不锈钢表面进行渗氮研究,可以改变316L奥氏体不锈钢的硬度及耐摩擦性能;因高速钢基体具有优良的机械及物理性能,而被广泛地作为硬质涂层的基体材料,其本身的硬度会影响涂层工具的性能,所以对高速钢进行渗氮处理显得尤为重要。本论文针对316L奥氏体不锈钢及M2高速钢对其在实际应用中存在的硬度低、耐磨性能差等问题,以纯氮气为工作气体,采用弧光放电型离子源并通过调节轴向磁场及脉冲偏压的参数对316L奥氏体不锈钢及M2高速钢进行表面渗氮处理,并以氮化后的M2高速钢为基体在其表面进行AlCrN涂层处理;利用等离子发射光谱对不同轴向磁场强度下与弧光放电型离子源耦合产生的等离子体进行光谱诊断,系统地研究了弧光放电型离子源等离子体氮化工艺对改性后316L奥氏体不锈钢及M2高速钢渗氮层相结构、表面形貌、渗氮层深度及摩擦学性能等影响,并研究了以氮化后的M2高速钢为基体的AlCrN涂层的显微硬度及结合力。研究结果表明:在轴向磁场的作用下,腔体内等离子体发射光谱的相对强度明显增加,但在不同的磁场强度下等离子发射光谱的相对强度变化并不明显。并且等离子发射光谱中有亚稳态的金属原子及金属离子出现。在温度为400℃、脉冲偏压为600V时,利用弧光放电型离子源对奥氏体不锈钢进行渗氮处理,发现在不同的轴向磁场强度下可以得到两种不同的渗氮层组织结构,当磁场强度高于80Gs时生成氮化物相,主要组成为铁氮化合物相和氮化铬相;当磁场强度在80Gs以下时形成扩张奥氏体相（γN）,氮含量大约在22at.%至26at.%。利用弧光放电型离子源对奥氏体不锈钢渗氮处理60min可得到渗氮层厚度为50μm、显微硬度为1100HV0.05（基体硬度的4.5倍）的扩张奥氏体（γN）相。在温度为400℃时,对高速钢进行渗氮处理60min,当轴向磁场强度在40Gs以上时,渗氮试样表面有铁氮化合物出现;当轴向磁场强度在40Gs以下时,试样表面为无铁氮化合物析出的渗氮层,并且在磁场强度为80Gs时渗氮层的显微硬度达到1010HV0.05,是高速钢基体显微硬度的1.7倍,并且高速钢渗氮试样的耐磨损性能是未渗氮试样的耐磨损性能的3倍。以渗氮后的M2高速钢作为基体,在其表面进行了 AlCrN涂层处理,并且研究了氮化后的高速钢基体与涂层的结合力及表面的显微硬度。结果表明涂层的显微硬度随高速钢渗氮后的显微硬度增加而增加,涂层的显微硬度达到3413HV0.1,是普通涂层显微硬度的1.7倍;结合力也显著提高,是普通涂层的1.8倍。