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化学镀是一种新型的金属表面处理技术，因其工艺简单、节能、环保等特点日益引起人们的重视，更因化学镀层具有良好的耐磨、润滑性能和镀层均匀等特点而在航空航天、计算机工业、机械工业、模具等方面得到迅速的推广应用。作为有益探索，为了提高高速钢刀具的耐用度，本文将Ni-Mo-P三元化学镀层作为基底合金，同时加入具有良好减摩性能的MoS2纳米颗粒和有超高硬度且兼具润滑性能的Si3N4纳米颗粒，制备出了Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4三元化学复合镀层，优化其耐磨性能，并作为高速钢刀具涂层与高速钢祼刀在相同条件下进行金属切削加工对比试验，取得了显著效果。与Ni-P二元化学镀层相比，Ni-Mo-P三元化学镀层具有更高的硬度和更好的耐磨性能。本文在Ni-P化学镀液中通过改变钼酸钠的添加量制备出了一系列不同Mo、P含量的Ni-Mo-P三元化学镀层，通过用携带能谱仪的Quanta200扫描电子显微镜对镀层进行形貌观察和化学成分检测，用HXD-1000TM显微硬度计对镀层进行显微硬度测量、用MS-T3000摩擦磨损试验机进行镀层摩擦磨损性能测试，研究了Mo、P含量与镀层硬度和耐磨性能之间的关系，优化出了硬度最高、耐磨性最好的Ni-Mo-P三元化学镀层。纳米尺寸的MoS2颗粒因具有较强的表面活性，加入化学镀液中极易引起Ni-P的化学沉积而导致镀液分解失效。为此，本文通过试验从数十种不同性质的表面活性剂中挑选出阳离子型表面活性剂FC4和非离子表面活性剂硅烷560以适当比例混合使用，并优化出MoS2纳米粒子在镀液中的适宜加入量和镀液pH值，从而制备出了Ni-Mo-P-MoS2复合镀层。在此基础上，还研究了镀层中MoS2体积分数对复合镀层摩擦系数和磨损率的影响规律。研究发现，Ni-Mo-P-MoS2复合镀层的摩擦系数随着复合镀层中MoS2体积分数的增加逐渐降低，磨损量随着镀层中MoS2含量的增加出现极小值，并优化出了复合镀层中MoS2纳米颗粒的最优体积分数。Ni-Mo-P-Si3N4复合镀层的制备相对容易。在优化施镀工艺参数基础上，重点研究了Si3N4在Ni-Mo-P-Si3N4镀层中的体积分数对复合镀层摩擦磨损性能的影响规律。研究发现，随着复合镀层中Si3N4体积分数的增加，镀层的摩擦系数出现极大值，而镀层磨损率则单调降低。MoS2和Si3N4纳米颗粒单独加入Ni-Mo-P镀层中时，二者体积分数的增加对复合镀层的摩擦系数和磨损率的影响规律并不一致。主要原因是，MoS2属于软质粒子，有很好的润滑性能，而Si3N4则属于硬质粒子，与其润滑性能相比，其抗磨性能表现更为明显。如将二者同时加入Ni-Mo-P镀层中，二者的协同效应将会使Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4复合镀层的耐磨性能大幅提高。为此，本文以摩擦系数和磨损率为指标设计了一个2因素3水平正交试验，通过改变镀液中同时加入MoS2和Si3N4的量获得含有不同体积分数的Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4复合镀层，并在MS-T3000摩擦磨损试验机上测试这些镀层的摩擦系数和磨损率。结果表明，当镀液中MoS2、Si3N4的添加量分别为6.25g/L、3.75g/L时，Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4复合镀层的摩擦系数最小，同时磨损率又最低。为了检验Ni-Mo-P镀层、Ni-Mo-P-MoS2复合镀层、Ni-Mo-P-Si3N4复合镀层以及Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4复合镀层在金属切削加工条件下的摩擦磨损性能，分别将它们镀覆在Φ6直径的高速钢钻头上，与高速钢祼刀一起，在相同切削条件下，比较加工硬铝合金时的刀具耐用度。结果表明，Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4化学复合镀层应用在高速钢刀具上，刀具的耐用度大大提高。总之，Ni-Mo-P-MoS2-Si3N4化学复合镀层用作高速钢刀具涂层，既具有刀具硬质涂层的耐磨性能，又具有软质涂层的减摩（润滑）性能，还具有制备成本低的特点。随着研究的深入（如镀层结构的优化、适应加工材料的遴选等），相信该化学复合涂层刀具将有良好的应用前景。