具有特定形状和光学表面的模具钢模仁是注塑工艺中的核心部件，但因其与金刚石之间的化学反应，在超精密加工过程中金刚石刀具会迅速磨损。尽管这一加工难题可通过在模具钢表面沉积一层镍磷合金代替基底而得以解决，但镍磷沉积层存在以下问题：镍磷沉积层厚度一般在200μm左右且针孔范围在20μm以内甚至更大；镍磷沉积层在切削后表面存在一定孔隙缺陷；对于金刚石刀具长距离切削后刀头的受损情况及镍磷沉积层的表面质量无较多深入研究。
　　课题主要研究内容和成果如下：
　　1.根据镍磷合金及模具钢特性，结合实际应用需求确定了在S136模具钢基材上沉积高磷合金的组合方式。基于高温酸浴的镀镍工艺，探究了各个工艺参数对镀层生长的影响，针对模具钢基材制定了完整有效的化学镀镍工艺流程。
　　2.基于不锈钢槽体，结合阴极摇臂、稳压电源、PH控制器等其他辅助设备研制出一套稳定的10L不锈钢化学镀镍系统，在长时间(＞30h)施镀工况下实现温度、PH值的自动调节以及镀液的循环过滤，实现镀液体系内主盐、还原剂浓度以及各工艺参数的稳定。揭示了镀液与工件双活性对快速施镀的影响，在短期(2h)施镀情况下，成功提高施镀效率达145%。在阴极摇臂振动及稳定工艺下，在S136模具钢基材上沉积了300μm厚度、针孔范围在10μm以下的高磷镍磷镀层。
　　3.通过对镀层切削前后表面及亚表面进行检测和分析，确定了镍渣为引起镀层切削后孔隙缺陷的原因，并通过提高阳极保护稳压值和增加过滤解决了此问题。
　　4.通过单点金刚石超精密车削获得粗糙度均小于1.1nm(Ra)的光学模仁表面。切削实验表明单晶金刚石刀具在长距离切削高磷镍磷合金时仍会出现磨损，在车削6.68km距离后前刀面开始出现轻微磨损，继续切削至12.57km后前刀面严重磨损且刃口崩裂，其表面粗超度也提高至4~5nm(Ra)并出现彩虹现象。