2Cr13不锈钢由于具备优良的耐腐蚀性能和机械性能而成为重要的结构材料。但是由于该合金耐磨性差和抗高温氧化性能不足,从而限制了其在高温环境下使用。由于陶瓷材料具有良好的高温稳定性、耐腐蚀、耐磨损、硬度高等优良特点,在不锈钢表面制备陶瓷涂层能够有效的提高其抗高温氧化能力,同时提高其耐磨损性能。本文利用双层辉光等离子渗金属技术对2Cr13不锈钢进行复合处理,即在离子渗锆处理之后进行后续氧化处理,通过优化工艺参数试验,得到典型的渗锆合金层。用OM、XRD、SEM、EDS等分析改性层组织、成分及其组成相,并对合金层高温氧化性能、摩擦磨损性能及其机制进行了研究。试验结果表明:(1)2Cr13不锈钢经等离子优化工艺处理后在其表面获得的渗锆改性层组织致密,与基体之间没有产生性能突变的界面,改性层与基体之间为冶金结合,具有比较强的结合力;(2)2Cr13不锈钢等离子渗锆合金层主要含ZrFe2化合物;经渗锆+氧化复合处理后,形成了以ZrO2为主同时含有Fe3O4和Cr2O3的混合氧化层;(3)2Cr13不锈钢渗锆处理后在1000℃氧化100小时的质量增重仅为1 mg/cm2,抗高温氧化能力得到明显改善;(4)2Cr13不锈钢离子渗锆和复合处理后表面硬度均高于2000HK,复合处理后的磨损量仅为基材的10%,显著提高了不锈钢的耐磨性能。