结晶器作为连铸机的核心部件,其寿命和质量对降低生产成本、提高连铸作业率及改善铸坯表面质量等均具有重要意义。结晶器工作环境恶劣,其表面在高温条件下长期承受拉坯过程的摩擦力,严重的磨损会影响铸坯表面质量并造成结晶器的下线检修,影响连铸作业率。在结晶器表面制备涂层是延长其使用寿命的重要途径。目前,高作业率、高浇铸速度的连铸生产对结晶器的耐磨性提出了更高的要求,因此有必要开发新一代高性能、长寿命的耐磨涂层。B元素常作为合金力学性能的强化组元,将其掺杂于综合性能较好的Ni-Co合金涂层中有望提高涂层的耐磨性,开发出新型长寿命结晶器耐磨涂层。本文首先利用第一性原理方法,预测了B元素掺杂后对Ni-Co合金的固溶强化效果及第二相硼化物的力学性能,为实验提供理论指导。同时,实验制备了Ni-Co-B镀层,并进行工艺优化（电镀工艺和热处理工艺）,制定了最佳工艺方案。实验中主要关注硬度,因为材料的硬度往往与耐磨性成正相关。此外,为进一步提升Ni-Co-B镀层的耐磨性,引入SiC纳米颗粒,并对比分析了Ni-Co、Ni-Co-B、Ni-Co-B/SiC镀层在常温和高温环境下的耐磨性及磨损机制。主要研究结果如下:（1）利用第一性原理方法,研究了B元素固溶于Ni-Co后对其力学性能的影响。结果表明,B元素固溶有利于提高Ni-Co合金的弹性模量。此外,当B元素以置换形式固溶时能提高合金的延展性但对硬度影响很小;而B元素以间隙形式固溶会增大合金的脆性和硬度,其中硬度增加了1.4 GPa。三维杨氏模量图还表明B原子置换Ni、Co位后会显著增强Ni-Co合金的各向异性,而间隙B原子使各向异性小幅减弱。总之,B元素对Ni-Co合金有固溶强化效果。（2）基于合金相图,利用第一性原理建模计算了第二相硼化物（Ni3B、CoB、Co2B等）的力学性能与基体Ni-Co合金的差异。结果表明,硼化物的体模量均大于基体。除了Ni3B,其余硼化物的剪切模量和杨氏模量均大于Ni-Co合金。其中,CoB弹性模量和硬度（20 GPa）最高。通过泊松比可知Ni3B的塑性最好,而CoB的脆性最强。此外,硼化物的弹性各向异性均低于Ni-Co合金。获取一定的CoB将有望进一步提高镀层的硬度等力学性能。（3）初期实验制备了多组Ni-Co-B镀层,硬度高于Ni-Co镀层。经热处理后镀层硬度进一步提高,并检测到Ni3B等析出相,证明B元素的引入能提高Ni-Co镀层的硬度。此外,利用单因素变量实验方法探究了硼源（DMAB）浓度、电流密度、镀液温度对镀层硬度的影响,制定了最佳制备工艺方案:DMAB=8 g/L,镀液温度T=60℃,电流密度Jk=4 A/dm~2。此时镀层中B含量在2 wt.%左右,平均硬度达818HV。经400℃保温1.5 h热处理后,镀层硬度提高到1005 HV。（4）前期实验证明热处理能提高镀层硬度,为确定最佳热处理工艺,实验研究了不同热处理温度（100～500℃）及保温时间（1.5 h和3 h）对Ni-Co-B镀层硬度的影响。结果表明保温1.5 h和3 h时镀层硬度均随热处理温度的升高先增大后减小,在350℃时获得最高硬度,并且保温1.5 h对硬度的提升效果更好。在该实验范围内最佳热处理制度为350℃下保温1.5 h,此时镀层硬度高达1130 HV,这主要归因于Ni3B的析出强化。（5）开展了Ni-Co、Ni-Co-B、Ni-Co-B/SiC在常温环境下的摩擦磨损实验,测试分析了热处理前后各镀层的耐磨性及磨损机制。Ni-Co、Ni-Co-B、Ni-Co-B/SiC镀层的摩擦系数和磨损体积依次减小,磨损体积分别为0.0311 mm~3、0.0140 mm~3、0.0081 mm~3。其中只有Ni-Co镀层的主要磨损机制是黏着磨损,其他镀层均表现出磨粒磨损特征。经过350℃保温1.5 h热处理后,Ni-Co-B镀层的摩擦系数最大,Ni-Co-B/SiC镀层的摩擦系数最小。热处理使Ni-Co镀层的磨损体积增加了110%,而Ni-Co-B、Ni-Co-B/SiC镀层的磨损体积分别减小22%、44%。此外,热处理并没有改变各镀层的磨损机制。（6）对比分析了热处理后Ni-Co、Ni-Co-B、Ni-Co-B/SiC镀层在300℃高温环境下的耐磨性及磨损机制。Ni-Co镀层的摩擦系数最大,而Ni-Co-B镀层的摩擦系数最小。与常温环境相比,各镀层磨损机制依然不变,但耐磨性均显著下降。Ni-Co镀层在高温环境下的磨损体积高达到0.1254 mm~3;Ni-Co-B镀层的磨损体积比Ni-Co镀层减少了57%;Ni-Co-B/SiC镀层的磨损体积较三元Ni-Co-B镀层减少了29%左右。