机械工程材料中的钢铁材料主要应用于结构材料和工具材料，其性能要求以力学性质为主，在很多场合还同时要求有良好的抗腐蚀性、装饰性等性能。为了提高钢铁材料表面的硬度、耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性,等离子体电解渗氮工艺已被广泛应用于生产实践中，随着生产技术不断发展，该技术工艺也在不断地发展与完善。 直流脉冲电源具有易于调节工艺参数、提高扩渗效果、灭弧快、功效高等优点。本文在分析等离子体电解渗氮可行性的基础上，采用直流脉冲电源在尿素-氯化盐电解液体系中,对铸铁、不锈钢进行等离子体电解渗氮处理。选择恒压工作方式,放电电压为250V～350V,放电时间为2min～5min，工作频率为900Hz～1400Hz。讨论了电解液成分和浓度、电参数、渗氮时间对渗层性能的影响。由实验分析得出，最优实验参数组合方案为：尿素浓度60％,盐浓度为1％,其余为蒸馏水；放电电压为300V；占空比为30％；频率为1100Hz；放电时间为3min。 通过扫描电子显微镜(SEM)观察了最优条件下得到样品的表面形貌；X射线能谱仪(XPS)分析了渗层的成分组成；X射线衍射仪(XRD)分析了渗层的组织结构；金相显微镜分析了渗层的金相组织和显微硬度计测出了渗层的显微硬度。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,样品表面分布有一层气孔,为活性[N]原子进入基体提供通道；XPS能谱分析表明,渗层中氮元素含量明显增加；X射线衍射(XRD)分析发现渗层中存在铁的氮化物、碳化物和氧化物等相。 用同样的基材在NH3气氛中进行离子渗氮,在550℃的条件下保温4h后冷却出炉。将离子渗氮与等离子体电解渗氮试验结果比较表明，等离子体电解渗氮速度快,具有明显的优越性。