硬质合金刀具拥有良好的综合性能,它能够满足不同行业的需求。三孔硬质合金刀片是现代工业生产中常使用到的刀具,经常被用来分切各种塑料薄膜、纸张、布匹、金属板等。但随着新材料、新工艺的出现,工业生产对硬质合金刀具又提出了更高的要求。因此,硬质合金表面再制造技术急待取得新的突破。电沉积作为一种成熟、低沉本的工艺,在现代工业制品中仍占据较大比重。本文以硬质合金刀片为研究基体,探究一种在其表面电化学沉积镍基纳米金刚石涂层的新工艺,在保证镀层结合力的同时尽可能提高其表面硬度和镀层的耐磨性能。硬质合金表面不同于普通钢材,因其制作工艺的特点,刀片基体内含有大量微孔,微孔内含有杂质、润滑油、离子等,导致电沉积时出现结合力差,甚至施镀困难的现象,因此需要针对其粉末冶金的特点去制定特殊的表面预处理方案。本文通过将硬质合金基体在酸碱溶液中浸泡,利用划痕仪确定了适合三孔硬质合金刀片的预处理流程。为保证纳米级金刚石在镀液中的均匀分散,实验选用了多种分散剂去验证其分散效果,利用粒径分布测试仪测量金刚石悬浮液的粒径分布,最终确定了分散剂的选用及其使用浓度。涂层制备时采用单一因素分析分别研究金刚石和分散剂两者添加量对镀层硬度和表面形貌的影响规律,再利用正交试验确定了分散剂和金刚石的使用配比,通过优选后的数据制备镍基纳米金刚石镀层和纯镍镀层,最后在转盘式摩擦磨损试验机上以相同的载荷旋转10min,通过金相显微镜的目镜刻度观察磨痕的宽度。正交实验中以硬度为主要评价标准,排列出三因素三水平共计九组实验,通过使用spass软件对正交试验数据分析,优化出最优的实验数据。摩擦磨损实验不仅获得了涂层的摩擦系数,还可以分析磨痕的宽度和磨损形式,充分判别金刚石复合镀层的耐磨能力。实验结果表明,合适的硬质合金预处理流程不仅增加镀层与基体的结合力,而且解决了硬质合金刀片在制备镍基纳米金刚石时不易沉积的问题,其中混酸处理10s,Murakam溶液处理25min时硬质合金不仅表面粗糙度由430nm增加到487nm,而且划痕形貌显示其结合力最好;仅仅采用Murakam溶液刻蚀15min之内时,镀层结合力也由23.44N逐渐增加到122.23N。在金刚石浓度为0.5g/L、金刚石粒径为50nm悬浮液中,当分散剂5040添加浓度为4g/L时,金刚石粒径分布为64nm,而未添加分散剂粒径分布为372nm,且分散剂5040浓度为1g/L时金刚石粒径分布达到44nm,分散剂的选用降低了镀液中金刚石的团聚现象。同时,在电沉积过程中发现,分散剂5040的加入使镀层中金刚石粒径团聚现象大大降低。正交实验数据显示,复合镀层的硬度与金刚石粒径大小呈正比,与分散剂浓度大小呈反比,正交优化后的参数是金刚石粒径250nm、金刚石添加量4g/L、分散剂添加量0.5g/L,正交试验后硬度可以达到860HV,较纯镍镀层500HV有极大地提高。摩擦磨损实验表明金刚石颗粒的加入,镀层的表面摩擦系数由纯镍的0.2487降低为0.1794,磨痕宽度也从0.44mm降低为0.4mm,镀层耐磨性能得到一定提升。