CN102534732B - 脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法 - Google Patents

脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法，它采用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理，再配以硫酸镍、氯化钴、次磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、硼酸、聚乙烯醇为主要组分，六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液，用表面活性剂、超声波振动对HBN微粒进行表面修饰和分散处理，通过合理设置脉冲电沉积参数，充分搅拌使HBN微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流状态下HBN微粒与基质金属镍钴磷发生共沉积及热处理而得到耐蚀、耐磨减摩脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层；它克服了现有复合镀层组分较单一，镀层晶粒粗大，与基体的界面结合强度低，耐蚀、耐磨减摩综合性能不理想等缺陷；它适合作机械、冶金、化工等行业中摩擦运动副零部件的耐磨减摩、耐蚀表面镀层。

Description

脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法
技术领域
本发明涉及脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法。 
背景技术
Ni-P合金镀层的高硬度、高耐磨性和高抗腐蚀性，使它在机械、石油、化工等领域得到广泛应用，特别是在镍磷镀液中加入不溶性的固体微粒，使基质金属与固体微粒共沉积而形成更优良的镍磷复合镀层，该类镍磷复合镀层可进一步改善镀层组织结构和性能，如复合镀层的组织结构更加致密，它们的物理化学性能、热稳定性能、耐磨减摩性能得到进一步提高，多功能复合镀层已成为复合材料制备、材料表面改性的新的发展方向，其研究内容涉及镀液体系、分散粒子在阴极表面的电化学特性、分散粒子的表面结构对粒子的阴极极化行为和在基质金属内沉积量的影响规律等方面。即使在同种镀液体系中，不同的分散粒子由于表面结构和荷电性质不同，它们在基质金属内的沉积量有很大差别，即有些粒子在某种镀液中较容易沉积，而有些粒子的沉积量很少或几乎不沉积，因而分散粒子的表面修饰对于复合镀层的成功制备十分关键；化学镀Ni-P复合镀层的镀液稳定性较差，分散粒子更容易加剧镀液分解，使得镀液使用寿命短，其次，化学镀Ni-P复合镀层所需的镀液温度较高，沉积速度较慢，能源消耗多，加工成本高；近年来，脉冲电沉积技术因其电流效率高、镀层致密、晶粒细小，引起国内外广泛关注。六方氮化硼HBN属六方晶系，是一种类似石墨的层状结构，具有化学、热稳定性好及良好的减摩性能，研究新的镀液体系、表面活性剂类型对HBN颗粒的修饰作用，细化镀层组织，提高HBN颗粒在复合镀层内的沉积量，发挥HBN颗粒在复合镀层中的减摩特性，使电沉积技术在工业化应用上发挥更大的作用。 
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法，用该制备方法制备的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层既具有优异的耐磨减摩性能，又具有优良的防腐耐蚀性能，还具有制备工艺简单、可靠，操作容易，利于工业化生产，且生产成本低，不污染环境，便于普及推广。 
为实现上述目的，一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理，再配以镍为主要组分、六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液，将前处理好的基体经表面活化后置入复合镀液中，进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，再经热处理得到耐蚀、耐磨减摩脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其制备与操作步骤如下： 
I、工艺流程 
选用金属材料作基体-基体材料表面前处理：去油、除锈、打磨、丙酮清洗-HBN微粒的表面修饰与超声波分散处理-配置镍钴磷/HBN复合镀液-基体材料表面活化-脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层-热处理-产品； 
II、操作步骤 
①选用金属材料作基体，备用； 
②基体的去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数，温度80℃； 
③基体的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
④用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的基体打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
⑤HBN微粒的表面修饰处理： 
⑤-1用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡24小时，再用去离子水涤洗6次； 
⑤-2将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑥配置镍钴磷复合镀液，每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 150～180g/L、CoCl2·6H2O 1～2g/L，NaH2PO2·H2O 10～15g/L、H3BO315～30g/L、柠檬酸50～60g/L、柠檬酸三钠10～20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1～0.2g/L，HBN粉末10～25g/L；用体积浓度为10％H2SO4或质量浓度为10％NaOH溶液调节复合镀液的pH值至3.8～4.2，然后，用去离子水将复合镀液加到规定容积； 
⑦基体材料活化； 
⑧脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层： 
⑧-1将已配置的复合镀液加热，温度控制在45～55℃； 
⑧-2施镀前，将复合镀液置于超声波振动器内进行超声振动分散处理，时间为20分钟； 
⑧-3用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4～6A/dm2，正向工作比0.2～0.4，反向平均电流密度0.1～0.3A/dm2，反向工作比0.1～0.2，脉冲频率100Hz；施镀时间为2小时； 
⑧-4施镀过程中，用电动搅拌器进行连续搅拌，搅拌速度为100～250r/min，使HBN微 粒充分悬浮在镀液中； 
⑨热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300～450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温； 
⑩从炉内取出复合镀层，即为脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层产品。 
为实现上述目的的最佳效果，其进一步的措施是： 
基体材料为45钢。 
基体材料为紫铜T2。 
基体材料为铝硅合金ZL109。 
基体材料为不锈钢1Cr13。 
基体材料活化是：用体积浓度为50％HCl溶液对45钢、紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒。 
基体材料活化是：用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒。 
基体材料活化是：用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒，将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O20g/L、NiSO4·6H2O 20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金表面氧化。 
本发明一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法，它采用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理，再配以硫酸镍、氯化钴、次磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、硼酸、聚乙烯醇为主要组分，六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液，用表面活性剂、超声波振动对HBN微粒进行表面修饰和分散处理，通过合理设置脉冲电沉积参数，充分搅拌使HBN微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流状态下HBN微粒与基质金属镍钴磷发生共沉积及热处理而得到耐蚀、耐磨减摩脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层的技术方案；它克服了现有复合镀层组分较单一，镀层晶粒粗大，与基体的界面结合强度低，耐蚀、耐磨减摩综合性能不理想等缺陷。 
本发明相比现有技术所产生的有益效果。 
[1]本发明的Ni-Co-P/HBN复合镀液的电沉积效率高，达到90％；复合镀液使用安全、可靠，对环境不产生污染，复合镀层组织结构与耐蚀性能以及它们的化学性能、热稳定性能、耐磨减摩性能都得到明显提高，使用寿命延长； 
[2]本发明采用土温80表面活性剂对HBN微粒进行表面修饰，显著增加了HBN微粒在基质金属中的沉积量，并且有效消除了施镀过程中HBN微粒在镀液表面的团聚和起泡现象； 
[3]本发明采用脉冲电沉积制备的Ni-Co-P/HBN复合镀层，其晶粒细小，表面致密光亮， 具有金属光泽；机械零件表面沉积该复合镀层后，不需要进行机加工序； 
[4]本发明制备的复合镀层镀态条件下的平均显微硬度为580.6HV0.2，400℃热处理80分钟后复合镀层的平均显微硬度达到930.8HV0.2，与电沉积Ni-P/HBN复合镀层、化学镀Ni-P/HBN复合镀层相比，其显微硬度有显著提高；热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层与基体有较高的界面结合强度； 
[5]本发明制备的Ni-Co-P/HBN复合镀层经热处理后与45调质钢对摩时的干摩擦系数为0.12，耐磨性是Ni-P合金镀层的5倍，具有优异的耐磨减摩性能； 
[6]本发明制备的Ni-Co-P/HBN复合镀层在500℃以下具有良好的抗氧化性能和抗热疲劳性能，可以作为冶金、化工等行业高温环境下工作的滑动轴承、活塞等零部件的自润滑镀层材料； 
[7]本发明的Ni-Co-P/HBN复合镀层，无论在镀态条件下还是热处理后，在NaCl、HCl、H2SO4和NaOH腐蚀介质中均表现出优良的抗腐蚀性能，可以作为腐蚀性介质中摩擦运动副零部件上的表面防护镀层； 
[8]本发明制备工艺简单、可靠，操作容易，利于工业化生产，且生产成本低，不污染环境，便于普及推广，商业前景广阔； 
本发明适合作机械、冶金、化工等行业中摩擦运动副零部件的耐磨减摩、耐蚀表面镀层； 
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 
附图说明
图1为本发明Ni-Co-P/HBN复合镀层制备工艺流程简图。 
图2为本发明制备的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层的表面形貌。 
图3为本发明制备的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层的截面形貌。 
图4为本发明制备的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层镀态状态下的X-射线衍射谱。 
图5为本发明制备的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层400℃热处理80分钟后的X-射线衍射谱。 
具体实施方式
总实施方式 
表格说明： 
表1为本发明所用45钢、紫铜T2、铝硅合金ZL109和不锈钢1Cr13基体材料的化学成分表。 
表2为本发明脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层实施例1-16中镀液的主要组成和工艺参数表。 
结合图、表，本发明一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法，它采用金属 材料作基体，先将基体表面进行前处理，再配以硫酸镍、氯化钴、次磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、硼酸、聚乙烯醇为主要组分，以六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液，将前处理好的基体表面活化后置入复合镀液中，通过合理设置脉冲电沉积工艺参数，充分搅拌使HBN微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流状态下HBN微粒与基质金属Ni、Co、P发生共沉积形成Ni-Co-P/HBN复合镀层，最后将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300～450℃，保温80分钟，随炉冷却至室温，从炉内取出复合镀层试样，即为耐蚀、耐磨减摩脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层产品，其制备与操作步骤： 
I、工艺流程 
选用金属材料45钢、紫铜T2、铝硅合金ZL109和不锈钢1Cr13作基体-基体材料表面前处理：去油、除锈、打磨、丙酮清洗-HBN微粒的表面修饰与超声波分散处理-配置镍钴磷/HBN复合镀液-基体材料表面活化-脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层-热处理-产品； 
II、操作步骤见实施例 
实施例1 
基体材料为45钢，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，45钢表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①45钢表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②45钢表面的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的45钢打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量为质量分数：NiSO4·6H2O 150g/L、CoCl2·6H2O 1.0g/L，NaH2PO2·H2O 10g/L、H3BO315g/L、柠檬酸50g/L、柠檬酸三钠20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1g/L，HBN粉末10g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的45钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置 于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4A/dm2，正向工作比为0.2，反向平均电流密度0.1A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为3.8，镀液温度为45℃，搅拌速度为100r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度约为10.5μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例2 
基体材料为45钢，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，45钢表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①45钢表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数，温度80℃； 
②45钢表面的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的45钢打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次，将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 160g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO320g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末15g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的45钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中，开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.2A/dm2，反向工作比为0.15，脉冲频率100Hz，pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为150r/min，脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度约为13.8μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到 350℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例3 
基体材料为45钢，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，45钢表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①45钢表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②45钢表面的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的45钢打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 170g/L、CoCl2·6H2O 2.0g/L，NaH2PO2·H2O 15g/L、H3BO325g/L、柠檬酸60g/L、柠檬酸三钠10g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.2g/L，HBN粉末20g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的45钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度6A/dm2，正向工作比为0.4，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.2，脉冲频率100Hz；pH为4.2，镀液温度为55℃，搅拌速度为200r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度约为15.3μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到400℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例4 
基体材料为45钢，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，45钢表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①45钢表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②45钢表面的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的45钢打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 180g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO330g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末25g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的45钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为250r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度约为14.2μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例5 
基体材料为紫铜T2，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×15mm×3mm，紫铜T2表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①紫铜T2表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②紫铜T2表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的紫铜T2打磨，再用丙酮对基体表 面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 150g/L、CoCl2·6H2O 1.0g/L，NaH2PO2·H2O 10g/L、H3BO315g/L、柠檬酸50g/L、柠檬酸三钠20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1g/L，HBN粉10g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4A/dm2，正向工作比为0.2，反向平均电流密度0.1A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为3.8，镀液温度为45℃，搅拌速度为100r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为9.6μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例6 
基体材料为紫铜T2，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×15mm×3mm，紫铜T2表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①紫铜T2表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②紫铜T2表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的紫铜T2打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10 小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 160g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO320g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉15g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.2A/dm2，反向工作比为0.15，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为150r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为11.5μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到350℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例7 
基体材料为紫铜T2，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×15mm×3mm，紫铜T2表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①紫铜T2表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②紫铜T2表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的紫铜T2打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌；施镀前，将表面修饰处理后的HBN微粒悬浮液在超声波振动器进行超声分散处理，处理时间为20分钟； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 170g/L、CoCl2·6H2O 2.0g/L，NaH2PO2·H2O 15g/L、H3BO325g/L、柠檬酸60g/L、柠檬酸三钠10g/L、 氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.2g/L，HBN粉20g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度6A/dm2，正向工作比为0.4，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.2，脉冲频率100Hz；pH为4.2，镀液温度为55℃，搅拌速度为200r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为13.4μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到400℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例8 
基体材料为紫铜T2，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×15mm×3mm，紫铜T2表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①紫铜T2表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②紫铜T2表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的紫铜T2打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 180g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO330g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末25g/L； 
⑥用体积浓度为50％HCl溶液对前处理过的紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声 分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为250r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为13.4μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例9 
基体材料为铝硅合金ZL109，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，铝硅合金ZL109表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①铝硅合金ZL109表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②用180#、360#、600#砂纸依次对去油处理后的铝硅合金ZL109打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
③HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
④配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 150g/L、CoCl2·6H2O 1.0g/L，NaH2PO2·H2O 10g/L、H3BO315g/L、柠檬酸50g/L、柠檬酸三钠20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1g/L，HBN粉末10g/L； 
⑤用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑥将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O 20g/L、NiSO4·6H2O 20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金ZL109表面氧化； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4A/dm2，正向工作比为0.2，反向平均电流密度0.1A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为3.8，镀液温度为45℃，搅拌速度为 100r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为8.2μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例10 
基体材料为铝硅合金ZL109，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，铝硅合金ZL109表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①铝硅合金ZL109表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②用180#、360#、600#砂纸依次对去油处理后的铝硅合金ZL109打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
③HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
④配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 160g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO320g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末15g/L； 
⑤用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑥将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O 20g/L、NiSO4·6H2O 20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金ZL109表面氧化； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.2A/dm2，反向工作比为0.15，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为150r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为10.8μm/h， 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到350℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例11 
基体材料为铝硅合金ZL109，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，铝硅合金ZL109表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①铝硅合金ZL109表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②用180#、360#、600#砂纸依次对去油处理后的铝硅合金ZL109打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
③HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
④配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 170g/L、CoCl2·6H2O 2.0g/L，NaH2PO2·H2O 15g/L、H3BO325g/L、柠檬酸60g/L、柠檬酸三钠10g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.2g/L，HBN粉末20g/L； 
⑤用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑥将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O 20g/L、NiSO4·6H2O 20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金ZL109表面氧化； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度6A/dm2，正向工作比为0.4，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.2，脉冲频率100Hz；pH为4.2，镀液温度为55℃，搅拌速度为200r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为12.7μm/h， 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到400℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例12 
基体材料为铝硅合金ZL109，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，铝硅合金ZL109表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①铝硅合金ZL109表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、 磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②用180#、360#、600#砂纸依次对去油处理后的铝硅合金ZL109打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
③HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
④配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 180g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO330g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末25g/L； 
⑤用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒； 
⑥将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O 20g/L、NiSO4·6H2O 20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金ZL109表面氧化； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为250r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为11.8μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例13 
基体材料为不锈钢1Cr13，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，不锈钢1Cr13表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①不锈钢1Cr13表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②不锈钢1Cr13表面的氧化膜处理，其配方体积分数为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的不锈钢1Cr13打磨，再用丙酮对基 体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 150g/L、CoCl2·6H2O 1.0g/L，NaH2PO2·H2O 10g/L、H3BO315g/L、柠檬酸50g/L、柠檬酸三钠20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.10g/L，HBN粉末10g/L； 
⑥用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4A/dm2，正向工作比为0.2，反向平均电流密度0.1A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为3.8，镀液温度为45℃，搅拌速度为100r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为8.3μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例14 
基体材料为不锈钢1Cr13，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，不锈钢1Cr13表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①不锈钢1Cr13表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②不锈钢1Cr13表面的氧化膜处理，其配方体积分数为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的不锈钢1Cr13打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10 小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 160g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO320g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末15g/L； 
⑥用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.2A/dm2，反向工作比为0.15，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为150r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为10.6μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到350℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例15 
基体材料为不锈钢1Cr13，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，不锈钢1Cr13表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①不锈钢1Cr13表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②不锈钢1Cr13表面的氧化膜处理，其配方体积分数为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的不锈钢1Cr13打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 170g/L、CoCl2·6H2O 2.0g/L，NaH2PO2·H2O 15g/L、H3BO325g/L、柠檬酸60g/L、柠檬酸三钠10g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.2g/L，HBN粉末20g/L； 
⑥用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度6A/dm2，正向工作比为0.4，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.2，脉冲频率100Hz；pH为4.2，镀液温度为55℃，搅拌速度为200r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为13.8μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到400℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
实施例16 
基体材料为不锈钢1Cr13，化学成分见图(表)，试样尺寸为：50mm×12mm×2mm，不锈钢1Cr13表面Ni-Co-P/HBN复合镀层的制备操作步骤： 
①不锈钢1Cr13表面去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数；温度80℃； 
②不锈钢1Cr13表面的氧化膜处理，其配方体积分数为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃； 
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的不锈钢1Cr13打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用； 
④HBN微粒的表面修饰处理：用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡时间为24小时，再用去离子水涤洗6次；将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌； 
⑤配置镍钴磷复合镀液：每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O 180g/L、CoCl2·6H2O 1.5g/L，NaH2PO2·H2O 13g/L、H3BO330g/L、柠檬酸55g/L、柠檬酸三钠15g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.15g/L，HBN粉末25g/L； 
⑥用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒； 
⑦脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：施镀前，将复合镀液在超声波振动器内进行超声分散处理，处理时间为20分钟；用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置 于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度5A/dm2，正向工作比为0.3，反向平均电流密度0.3A/dm2，反向工作比为0.1，脉冲频率100Hz；pH为4.0，镀液温度为50℃，搅拌速度为250r/min。脉冲电沉积时间为2小时，镀层的沉积速度为11.6μm/h； 
⑧热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温后取出，得到热处理后Ni-Co-P/HBN复合镀层。 
结合附图，本发明的结构原理及功能：经本发明脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层制备方法获得的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，对其形貌进行观察、成分分析及性能测试，其结果是：HBN微粒经土温80表面活性剂表面修饰及超声波分散处理后，可有效促进HBN微粒在镀层中的沉积量，并且消除施镀过程中HBN微粒在镀液表面的团聚和起泡现象；镀层表面平整光滑，晶粒细小；能谱分析结果表明，脉冲电沉积复合镀层的成分以Ni为主，含量约为76.3wt％，Co含量约为3.8wt％，P含量约为12.5wt％，其余为HBN；X射线分析显示复合镀层镀态条件下为非晶态结构，并出现了明显的HBN衍射峰，将复合镀层400℃热处理80分钟后，复合镀层已经完全晶化，镀层内产生了Ni3P新相，400℃热处理复合镀层的显微硬度达到930.8HV0.2，摩擦磨损性能较Ni-P合金镀层有很大提高，这主要是镀层中析出的Ni3P相起到了弥散强化的作用，从而提高合金镀层基体对局部塑性变形的抗力，使基体的耐磨性增加；其次，复合镀层中的HBN颗粒是一种类似石墨的层状结构，层内原子之间呈很强的共价结合，结构紧密；层间为分子键结合，结合力弱，在切应力作用下容易引起滑移，在摩擦表面形成一层自润滑薄膜，降低了对摩偶件的摩擦系数，使得摩擦应力减少，减少了疲劳磨损；复合镀层和Ni-P合金镀层在镀态条件下均具有较好的抗3.5％NaCl、10％HCl、10％H2SO4和10％NaOH腐蚀性能，但热处理Ni-P合金镀层晶化后，耐蚀性能显著降低，而热处理复合镀层仍然保持优良的耐腐蚀性能，这主要是因为HBN微粒阻止热处理过程中Ni3P析出相的长大，防止了镀层发生电偶腐蚀的倾向，它有利于提高复合镀层在复杂环境条件下的摩擦运动副零部件的使用寿命。 
表1 
 
 基体材料   化学成分(质量分数％)
 45钢   C：0.42～0.5，Mn：0.5～0.8，Si：0.17～0.37，Cr≤0.25，Cu≤0.25，Ni≤0.3
 紫铜(T2)   Cu+Ag：≥99.90，杂质总和：≤0.1
 铝硅合金(ZL109)   Si：11.0～13.0，Cu：0.5～1.5，Mg：0.8～1.3，Ni：0.8～1.5，Al：余量
 不锈钢(1Cr13)   C：≤0.15，Si：≤1.0，Mn：≤1.0，S≤0.03，P≤0.035，Cr：11.50～13.5，Fe：余量
表2 

Claims (4)

1.一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其特征在于选用45钢或紫铜T2或铝硅合金ZL109或不锈钢1Cr13为基体材料，先将基体表面进行前处理，再配以镍为主要组分、六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液，将前处理好的基体经表面活化后置入复合镀液中，进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，再经热处理得到脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其制备与操作步骤如下：
I、工艺流程
选用金属材料作基体-基体材料表面前处理：去油、除锈、打磨、丙酮清洗-HBN微粒的表面修饰与超声波分散处理-配置镍钴磷/HBN复合镀液-基体材料表面活化-脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层-热处理-产品；
II、操作步骤
①选用金属材料作基体，备用；
②基体的去油处理，其配方为质量分数：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L体积分数，温度80℃；
③基体的除锈处理，其配方为：硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数，温度50℃；
④用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的基体打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
⑤HBN微粒的表面修饰处理：
⑤-1用体积浓度为20％HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理，浸泡24小时，再用去离子水涤洗6次；
⑤-2将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰，浸泡时间为10小时，并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌；
⑥配置镍钴磷复合镀液，每升镀液中各成分的含量质量分数为：NiSO4·6H2O150～180g/L、CoCl2·6H2O1～2g/L，NaH2PO2·H2O10～15g/L、H3BO315～30g/L、柠檬酸50～60g/L、柠檬酸三钠10～20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1～0.2g/L，HBN粉末10～25g/L；用体积浓度为10％H2SO4或质量浓度为10％NaOH溶液调节复合镀液的pH值至3.8～4.2，然后，用去离子水将复合镀液加到规定容积；
⑦基体材料活化；
⑧脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层：
⑧-1将已配置的复合镀液加热，温度控制在45～55℃；
⑧-2施镀前，将复合镀液置于超声波振动器内进行超声振动分散处理，时间为20分钟；
⑧-3用电解镍作为阳极，将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中；开启脉冲电源，采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，脉冲电沉积工艺参数为：正向平均电流密度4～6A/dm2，正向工作比0.2～0.4，反向平均电流密度0.1～0.3A/dm2，反向工作比0.1～0.2，脉冲频率100Hz；施镀时间为2小时；
⑧-4施镀过程中，用电动搅拌器进行连续搅拌，搅拌速度为100～250r/min，使HBN微粒充分悬浮在镀液中；
⑨热处理：将脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中，随炉升温到300～450℃，升温速度为5℃/分钟，保温80分钟，随炉冷却至室温；
⑩从炉内取出复合镀层，即为脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层产品。
2.根据权利要求1述的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其特征在于基体材料活化是：用体积浓度为50％HCl溶液对45钢、紫铜T2表面进行活化处理，浸泡时间为20秒。
3.根据权利要求1述的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其特征在于基体材料活化是：用体积比为H2SO4∶HCl∶HNO3∶H2O＝1∶1∶1∶7的混合酸对不锈钢1Cr13表面进行活化处理，浸泡时间为30秒。
4.根据权利要求1述的脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层，其特征在于基体材料活化是：用磷酸100ml/L、硫酸40ml/L、柠檬酸20g/L混合酸对铝硅合金ZL109表面进行活化处理，浸泡时间为20秒，将活化处理后的铝硅合金ZL109快速置入FeCl3·H2O20g/L、NiSO4·6H2O20g/L、H2SO420ml/L溶液中进行预浸铁，防止施镀前铝硅合金表面氧化。
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