本文根据冶金市场对氮化锰不断增长的需求以及氮化锰生产厂商对生产效率与节能降耗的诉求,以纯度为99.7%的电解锰为基本原料,以锻轧锰为渗氮体,对锻轧锰深度氮化工艺与装备进行了研究。对于深度氮化工艺,采用了响应面试验设计与分析方法,研究了渗氮诱发剂、预抽真空、渗氮压力、渗氮温度和渗氮时间对制品含氮量的影响,获得了最佳渗氮工艺参数组合；对于渗氮工艺装备,不仅根据大生产要求进行了系统设计,而且对成套设备易损件(特别是渗氮舟)借助有限元方法进行了失效分析,为成套渗氮设备的优化设计提供了依据。(1)结合单因素实验分析,运用响应面方法得出了最佳工艺参数组合锻轧锰深度氮化工艺的研究表明：预抽真空次数越多,真空预抽越彻底,对渗氮越有利；渗氮压力越高渗氮效率越高,但设备承压能力有限,综合设备制造成本与使用寿命,渗氮压力宜为0.3-0.5MPa；过高的渗氮温度不仅不利于锻轧锰高水平氮的吸附平衡,而且会造成锻轧锰的过量烧损与热能损失,最佳渗氮温度为870℃；延长渗氮时间在一定区间对提高试件含氮量有利,但随着时间的进一步延长会逐渐失去意义,最佳渗氮时间为10.5h。(2)通过系统设计获得了产能达8-10吨的锻轧锰深度氮化成套设备。设计主体包括：整体设计、炉体及加热／温控系统、炉胆及真空系统、渗氮舟及其拖动机构、高纯氮气供给与控制系统等。(3)借助有限元方法,通过对易损关键件渗氮舟的失效分析找到了其变形原因：认为渗氮舟长时间处于高温工作状态,受温度梯度影响产生了热应力,同时由于长时间承受产品负荷,周而复始经过多次渗氮工作过程逐渐产生形变,随着渗氮工作过程重复次数的增加,变形越来越显著。基于分析结果对渗氮舟及送料车的结构进行了优化设计,将渗氮舟由船形整体结构改为胶囊状分体式,获得了理想的使用效果。