本文通过理论分析、工艺研究和实验验证三者相结合的方法，对YDL-Z/S-360A食用油碟式分离机碟片的离子渗氮与激光淬火复合强化技术进行了较为系统的研究，探讨了离子渗氮与激光相变强化复合处理技术对碟片进行表面强化的可行性。建立了适用分离机碟片激光淬火硬化区的三维瞬态温度场数学模型和应力场数学模型，并用有限元法对上述模型进行求解。对4Cr13不锈钢试样进行渗氮和激光相变强化复合处理试验，分析设计了一些关键性工艺：采用高效的表面氧化发黑技术取代磷化或喷涂法表面预处理工艺；采用宽带激光淬火方式取代原有单道扫描或搭接扫描工艺；对激光淬火与渗氮的顺序进行试验比较，根据强化效果选择了先渗氮后激光淬火的工艺；用多项式拟合法确定最佳工艺参数，并用正交试验法确定工艺参数对淬火效果的影响程度，最终得出优化的工艺参数组合。对YDL-Z/S-360A食用油碟式分离机4Cr13钢碟片进行离子渗氮+激光淬火复合处理试验，分别进行了硬度实验、耐磨性实验和抗腐蚀性实验，并对残余应力进行测试。针对所得出的实验结果，分析了离子渗氮+激光淬火复合处理技术提高碟片耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性等机械性能的机理，并尝试性地提出了变形量的控制办法和减缓裂纹的有效措施。