316L不锈钢因其优异的抗腐蚀性和塑性韧性被广泛应用于各个工业领域。但由于硬度较低,抗摩擦磨损性能较差,限制了其进一步推广应用。针对这一问题,本文采用表面纳米化和氮离子注入技术复合的处理方法提升了316L不锈钢的表面力学性能,并研究了改性层与ZDDP交互作用下的减摩耐磨机理。采用超声冷锻技术(UCFT)对316L不锈钢进行了表面纳米化处理,分别对316L不锈钢基体和UCFT处理后的表面进行了不同剂量的N~+注入,并利用摩擦磨损试验机分别对各样品在PAO4和不同ZDDP浓度边界润滑条件下进行摩擦磨损试验。研究结果表明:(1)N~+注入可在316L不锈钢表面形成约100 nm厚的改性层。N~+注入提高了316L不锈钢表面的力学性能,在注入剂量为4×1017 N~+/cm2时,力学性能最佳。UCFT处理对不锈钢表面力学性能影响不大。(2)在PAO润滑条件下,随着N~+注入剂量的增加,由于表面力学性能的提高,不锈钢表面磨损情况略有减轻。UCFT处理使样品表面的微坑有利于润滑油的储存,表面更高的活性有利于油膜的吸附,从而起到明显的减摩抗磨作用。(3)加入ZDDP后,由于摩擦反应膜的形成,样品表面摩擦磨损性能明显提升,但由于过高的浓度会导致ZDDP分解不完全,导致磨粒磨损加剧。在ZDDP浓度为1%时,样品摩擦磨损性能最佳。(4)在PAO+1%ZDDP润滑条件下,UCFT处理表面的高活性有利于ZDDP在材料表面的吸附和分解,并促进了长链磷酸盐的解聚,增强了ZDDP抗磨作用。随着N~+注入剂量的增加,样品表面活性提高,促进了ZDDP的吸附和长链磷酸盐的解聚;在注入剂量较高时,氮化物的生成加快了ZDDP的分解速率,磷酸盐膜出现双层结构。UCFT处理后注入剂量为8×1017 N~+/cm2的样品摩擦磨损性能最佳。