聚酰亚胺(PI)作为特种高性能工程原材料，具有承受高低温性能和优良的耐磨损、抗腐蚀和自润滑等特性，但纯PI存在脆性较强，不能承受较大载荷等缺陷。通过金属与PI结合制成复合材料，能有效提高其机械性能，所制得的机械零部件能有效替代传统金属材料制成的部件，但由于此类复合材料制备工艺复杂，目前研究报道不多。本文以PI为原料对其成型方法及其复合材料制备工艺方法进行了分析研究，通过大量实验，系统地研究比较了冷压烧结法和真空热模压法对PI成型效果的影响；采用正交试验对不同成型参数下所得试件进行拉伸强度和弯曲强度比较分析，在最优成型方法基础上得出了PI最佳成型参数；在此基础上，尝试不同结合方法将PI与45钢结合，测试了不同结合方法所得复合材料的疲劳强度和剪切强度，利用体视显微镜和扫描电镜对材料结合面分离前后进行观察，分析了其结合机理。研究结果表明：真空热模压法更适合PI材料的成型，其模压载荷、保压时间、模压温度是其重要的成型工艺参数。各因素对PI成型后密度的影响程度依次为模压载荷＞模压温度＞保压时间；各因素对PI成型后弯曲强度的影响程度依次为模压温度＞模压载荷＞保压时间；各因素对PI成型后拉伸强度的影响程度依次为模压温度＞保压时间＞模压载荷。制备PI./45钢层合梯度复合材料，将PI与45钢结合采用铜粉介质方法效果最好，其疲劳强度和剪切强度明显优于粗糙处理试件、凹槽处理试件、钻孔处理试件。