离子氮化技术已在工业中广泛运用，在表面处理行业中具有广阔的前景。随着对材料表面性能要求越来越苛刻，离子氮化工作人员的处理经验和氮化层的质量却制约着离子氮化的发展。与此同时，因中碳钢材料渗氮层浅，渗氮后表面硬度提高不显著，在实际生产中，中碳钢很少用离子氮化作表面处理。离子渗氮在中碳钢领域没有特别进展，中碳钢多采用高频淬火等方式强化表面。为了解决上述问题，提出脉冲磁化与等离子渗氮复合技术方案，对45钢进行新复合工艺实验研究，进一步改善中碳钢表面的耐磨性与耐久性；并将ANSYS有限元分析和人工神经网络引入复合工艺参数设计中，为实现数字智能化离子渗氮处理打下基础。首先建立BP工人神经网络，获得离子渗氮工艺所需的温度、时间和氨气流量；其次利用ANSYS有限元分析软件对渗氮炉进行热分析和氨气流场分析确定渗氮样品的在炉内的摆放位置；制作一台适用的脉冲磁化装置，对一批45钢试件进行100周次脉冲磁化处理；再将未进行脉冲磁化处理的与脉冲磁化处理的45钢试件同炉进行离子渗氮；利用金相显微镜，显微硬度计，耐磨性测试仪对实验结果进行检测，最后对比分析验证实验结果。通过ANSYS有限元分析和人工神经网络指导渗氮工艺参数设计，进行离子渗氮处理后，实验所得渗层厚度与硬度与目标值误差在7%以内；经复合工艺处理的试样对比常规离子渗氮工艺的试样，其表面硬度、渗层厚度和耐磨性都提高100%~150%左右。脉冲磁化与等离子渗氮复合新工艺显著提高了渗氮效果，弥补了中碳钢常规离子渗氮的不足。首次提出了脉冲磁化促渗机理，对复合工艺的发展具有重要理论意义；渗氮炉的有限元模拟以及人工神经网络的引入，一定程度上解决了离子渗氮的可靠性和可控性的问题，为等离子渗氮的智能化与普及铺下了基础。