喷射电沉积制备复合镀层是一个包含电场、流场温度场以及浓度场等多个物理场的复杂电化学加工过程,由于其相对于电沉积制备的复合镀层具有更好的表面形貌和镀层性能,可以进一步的提升工件的使用寿命,在各个领域具有很广泛的应用前景。现阶段,不少学者开展了磁场辅助电沉积制备复合镀层的试验研究,发现磁场的加入可以显著的提升复合镀层的各项性能。然而对磁场辅助喷射电沉积的研究还较少,对磁场辅助喷射电沉积中磁场、电场、流场、温度场以及浓度场等多个物理场的交互性影响作用的分析较少,对磁场辅助喷射电沉积复合镀层的生长机理的研究也较少。本文基于喷射电沉积试验平台,搭建了可拆卸的磁场辅助装置,开展了磁场辅助喷射电沉积制备Ni-P-ZrO2复合镀层的工艺试验研究。主要研究内容如下:1.进行了磁场辅助喷射电沉积系统设计,研制了磁场辅助装置,提出了工艺试验及性能检验方案,包含磁场辅助喷射电沉积和喷射电沉积前处理、磁场辅助喷射电沉积和喷射电沉积和磁场辅助喷射电沉积和喷射电沉积后处理;2.开展了磁场辅助喷射电沉积镀层的沉积机理研究,揭示了喷射电沉积与磁场辅助喷射电沉积ZrO2纳米颗粒吸附-共沉积行为,对比分析了两种沉积方式下的镀层生长机理,建立了沉积过程的流场、电场和磁场多物理场耦合模型,进行了数值模拟研究,发现了磁场的加入给整个工艺过程带来的影响不是宏观层面的改变而是微观层面上的改变;3.开展了磁场辅助喷射电沉积制备Ni-P-ZrO2复合镀层的基础试验研究,设计了最佳ZrO2纳米颗粒添加质量份数范围的基础试验。确定了喷射电沉积和磁场辅助喷射电沉积的最佳的加工工艺参数;利用相对介电常数变化规律和电导率变化规律,计算得到了不影响电化学反应进行的ZrO2纳米颗粒的添加量的范围为0g/L～25g/L,再通过复合镀层性能检测试验,分析了复合镀层表面微观形貌、镀层中Zr元素含量和镀层生长速率,得到了 ZrO2纳米颗粒最佳的添加范围为0g/L～15g/L;4.进行了磁场辅助喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层耐磨性能研究,开展了显微硬度检测试验和摩擦磨损试验检测了不同纳米颗粒质量分数情况下的喷射电沉积和磁场辅助喷射电沉积制备复合镀层的显微硬度和耐磨性能。显微硬度检测试验结果表明在相同ZrO2纳米颗粒质量分数情况下,磁场辅助喷射电沉积制备复合镀层的显微硬度高于喷射电沉积制备复合镀层的显微硬度且当磁场辅助喷射电沉积镀液中的ZrO2纳米颗粒质量分数为10g/L时镀层的显微硬度最高,为739.3HV;在相同Zr-O2纳米颗粒质量分数情况下,磁场辅助喷射电沉积制备复合镀层的耐磨性能高于喷射电沉积制备复合镀层的耐磨性能,都呈现出一个先上升后减小的趋势,当磁场辅助喷射电沉积镀液中的ZrO2纳米颗粒质量分数为10g/L时镀层的磨痕参数最小,分别为磨痕宽度367.617μm,磨痕深度5.673μm,磨痕截面面积为1288.155μm2,此时的摩擦机理以磨粒磨损为主,说明此时Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能最佳;5.进行了磁场辅助喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性能研究,开展了动电位极化曲线和电化学阻抗谱曲线检测试验和镀层腐蚀机理研究,动电位极化曲线和电化学阻抗谱曲线检测试验结果表明在相同Zr-O2纳米颗粒质量分数情况下,磁场辅助喷射电沉积制备复合镀层的腐蚀参数优于喷射电沉积制备复合镀层的腐蚀参数,且当磁场辅助喷射电沉积镀液中的ZrO2纳米颗粒质量分数为10g/L时镀层的腐蚀参数最佳;在相同ZrO2纳米颗粒质量分数情况下,磁场辅助喷射电沉积制备复合镀层的腐蚀机理与喷射电沉积制备复合镀层的腐蚀机理不同,其较少的空隙和微裂痕有利于提高Ni-P-ZrO2复合镀层的腐蚀性能和对机头的保护作用。