本论文研究中,首先采用电镀方法在铜表面制备镍镀层,研究了润湿剂、电流密度等因素对电沉积速度、镀层微观结构和表面形貌的影响。研究结果表明,提高电流密度以及在电镀液中添加润湿剂,可以使镀层晶粒细化,沉积速度提高。阴极电流密度低于60A/m~2时,镍镀层的择优取向是(111);电流密度高于80A/m2时,镍镀层择优取向变成(200)。研究了晶粒尺寸、表面形貌、镀层织构、热处理温度以及扩散时间等因素对Cu-Ni扩散速度及扩散层成分分布与微观结构的影响。研究结果表明,镍镀层细小的晶粒有利于Cu-Ni扩散;由高电流密度所形成的镀层粗糙表面和(200)织构更有利于Cu-Ni扩散;提高扩散温度,可以提高镍镀层与铜基体之间的扩散速度。研究了晶粒尺寸、表面形貌、镀层织构、热处理温度以及扩散时间等因素对Ni-Al扩散速度及扩散层成分分布、金属间化合物相的形成与微观结构的影响。研究结果表明,小尺寸的镍镀层晶粒更有利于Ni-Al扩散;由高电流密度所引起的镀层粗糙表面和(200)织构更有利于Ni-Al扩散;提高扩散温度可以促进Ni镀层与金属Al的扩散反应;Ni镀层与Al通过扩散反应,形成了具有一定浓度梯度、由多种Ni-Al金属间化合物相组成的梯度涂层,其显微硬度要远大于镍镀层。在以上研究的基础上,选用适当的工艺参数,制备Cu—Cu-Ni固溶体—Ni—Ni-Al金属间化合物梯度涂层,并测试涂层的组织、耐磨、耐腐蚀和抗高温氧化等性能。研究结果表明,Ni-Al涂层的耐腐蚀性能、耐磨损性能以及抗高温氧化性能都要优于纯镍镀层。