粉末冶金是一种重要的材料制备方法。随着现代工业的飞速发展,粉末冶金制品所占工业产品的比重也日益增大,同时也对粉末冶金产品的质量和性能提出了更高的要求。烧结工艺是影响粉末制品质量的一个关键环节,开发各种高效、节能和环保的烧结新工艺一直是材料科学工作者致力的研究方向。本文所探讨的空心阴极等离子烧结工艺就是利用空心阴极放电所产生的高密度等离子体作为加热源,实现对粉末型坯的高温、快速烧结。研究针对两种典型的烧结铁基结构材料FN0205(2%Ni-0.5%C-Fe)和FC0208(2%Cu-0.8%C-Fe)进行了实验。从空心阴极放电的基础理论出发,通过对制品组织结构和致密度分析,探讨了主要工艺参数对制品密度和烧结速度的影响规律。采用先进的表面改性技术提高制品的性能也是粉末冶金制造领域的一个重要发展趋势。结合等离子烧结工艺本身的特点,对烧坯进行了等离子Cr-Mo共渗的研究,在其表面形成耐磨合金层。通过系统的工艺实验,总结出铁基粉末冶金件双层辉光等离子渗Cr-Mo的最佳工艺参数为:温度T= 1100~1150℃,时间t=3h,气压P=35~40Pa,极间距d=15mm,源极电压VS=950~1050V,阴极电压VC=500~550V。FN0205和FC0208基体渗层表面Cr含量达到10%左右,Mo含量达到5%左右,合金渗层致密、完整,渗层厚度分别达到68μm和59μm。XRD衍射结果表明,对FN0205基体表面渗层物相主要由Fe、Cr、Cr23C6、Cr7C3、Mo2C组成,FC0208基体表面渗层物相主要由Fe、Cr、Cr23C6、Fe3Mo2、Mo2C组成。渗层的表面硬度达700HV。室温下进行的干摩擦球-盘磨损实验结果表明:FC0208试样经双层辉光等离子Cr-Mo共渗后摩擦系数由0.53降至0.33,FN0205试样经双层辉光等离子Cr-Mo共渗后摩擦系数由0.47降至0.31。表面合金化处理后,制品的耐磨性能得到了显著的提高。