基于金属表面纳米结构的直接注塑成型技术是实现金属和聚合物组合成整体的新方法。该方法通过聚合物在金属表面纳米孔结构中的填充形成锚栓结构将金属和聚合物连接在一起。相比其它成型方法,该方法具有粘接强度高、环境敏感性低和表面质量好等优势。本文以304不锈钢和聚苯硫醚（PPS）为研究材料,研究聚合物-金属组合件的粘接强度,主要研究内容如下:采用孔隙率表征表面形貌,设计正交实验来研究金属表面处理工艺的主要影响因素。通过正交分析,发现硝酸浓度和硫脲浓度对表面形貌具有显著影响。硝酸浓度的增加能够提高电解液的腐蚀性,有利于纳米孔的形成。硫脲具有抑制金属腐蚀的作用,也有利于金属表面局部腐蚀和纳米孔的形成。根据正交实验分析得出表面处理的优化组合,实验验证优化组合能够提高表面的孔隙率。采用控制变量法对硝酸浓度和硫脲浓度两个主要影响因素进行研究,发现表面形貌受到硝酸浓度和硫脲浓度的综合影响。在相同条件下,硝酸浓度的增加有利于提高金属表面孔隙率。在相同条件下,随着硫脲浓度的增加,表面孔隙率先增加后减小。硫脲的最佳浓度和硝酸浓度有关,随着硝酸浓度的提高,制备纳米孔的最佳硫脲浓度也相应提高。通过注塑实验和拉伸实验,研究了表面形貌和粘接强度的关系。研究发现孔隙率是影响粘接强度的主要因素,试样孔隙率越高,其粘接强度也越高。这是因为孔隙率的提高,意味着在金属表面形成微观机械锚栓结构的数量增加了。研究注塑工艺与粘接强度的关系,发现高的模具温度有利于聚合物的填充,有利于获取高粘接强度的组合件。并根据正交分析得出注塑工艺的优化组合,预测优化后的注塑工艺制备的组合件粘接强度可达24.53MPa。另外,通过对比实验发现退火处理能够减小残余内应力、提高结晶度,进而提高组合件的粘接强度。通过对拉伸剪切试验后的组合件粘接面进行宏观和微观分析,研究聚合物的填充效果和断裂方式。金属和聚合物通过相间分布的微观接触面连接在一起,每个微观接触面由无数机械锚栓连接。拉伸时,断裂发生在微观接触面,断裂后金属表面残留一层聚合物。综上所述,本文分别从金属表面处理和注塑工艺优化两方面提高不锈钢-聚合物组合件的粘接强度。分别通过正交实验优化出制备高孔隙率不锈钢表面的电化学工艺和高强度组合件的注塑工艺。并提出了一种金属和聚合物组合件微观机械互锁模型及其断裂方式。对不锈钢表面纳米结构的制备和纳米注塑成型具有重要参考意义。