CN1563505A

CN1563505A - 脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法及设备

Info

Publication number: CN1563505A
Application number: CN 200410018745
Authority: CN
Inventors: 王为; 侯峰岩
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Deyang Dongshen New Material Technology Co., Ltd.
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: CN100348780C

Abstract

本发明公开了一种脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法及设备。本发明采用脉冲镀的方法，在含有镍离子、不溶性纳米微粒及相关添加剂的脉冲镀溶液中，充分搅拌使纳米微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流(或者脉冲电压)的状态下使纳米微粒与基质金属镍共沉积而得到由基质金属镍与纳米微粒构成的脉冲镀镍基纳米复合镀层。该镀层无论是在室温下使用还是在中温下使用还是在高温下使用，均具有高硬度、高韧性、高强度、高的耐磨性能、优异的耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能。可用于机械行业或者冶金行业或者航空航天领域或者塑料制品制造及加工行业或者橡胶制品制造及加工行业等部件或器件的表面镀层。

Description

脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法及设备

技术领域

本发明属于表面技术领域，特别涉及一种脉冲电镀技术制备脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法。

背景技术

目前国内外都有文献报道采用直流电镀的方法，在含有镍离子的溶液中加入纳米微粒，搅拌状态下使金属镍与纳米微粒共沉积制造直流镀镍基复合镀层的技术。这种方法制造出的镍基复合镀层无论是在室温下使用还是在高温下使用，其性能均显著低于采用脉冲纳米复合镀技术制造的脉冲镀镍基纳米复合镀层。

采用脉冲电镀的方法，在含有镍离子、不溶性纳米微粒及相关添加剂的脉冲复合镀溶液中，充分搅拌使纳米微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流(或者脉冲电压)的状态下使纳米微粒与基质金属镍共沉积而得到的复合材料镀层，其结构由基质金属镍及弥散分布于其中的纳米微粒构成，基质金属镍的晶粒尺寸不超过100nm，将这样的镀层称为脉冲镀镍基纳米复合镀层，这样的制造镍基纳米复合镀层的技术称为脉冲纳米复合镀技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法及设备，采用脉冲电镀的方法，在含有镍离子、不溶性纳米微粒及相关添加剂的脉冲电镀溶液中，充分搅拌使纳米微粒均匀分散在镀液中，在施加脉冲电流(或者脉冲电压)的状态下使纳米微粒与基质金属镍共沉积而得到由基质金属镍与纳米微粒构成的脉冲镀镍基纳米复合镀层。

本发明脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，通过下述技术方案予以实现：

(1)按照脉冲纳米复合镀溶液的组成及浓度配制脉冲纳米复合镀液：脉冲纳米复合镀溶液的组成包括镍盐、不溶性纳米微粒以及添加剂，镍盐的浓度为10g/L～500g/L，纳米微粒的浓度为0.1g/L～300g/L，添加剂的浓度总和为0.01～300g/L；

(2)启动搅拌装置或液流循环装置对镀液进行充分搅拌，并对镀液进行加热和控温，温度控制在20～80℃；

(3)温度稳定后，将经前处理后的工件放入镀槽中，将工件与脉冲电源连接；

(4)打开脉冲电源，采用控电流(或控电压)的脉冲电流(或脉冲电压)进行脉冲纳米复合镀。

本发明脉冲镀镍基纳米复合镀层的设备，脉冲电源分别与待镀工件及阳极连接，阳极设置于镀槽内，视待镀工件的形状不同，待镀工件可以与阳极一起设置于镀槽内，也可以直接将待镀工件作为镀槽或者镀槽的一部分。所述镀槽设置有脉冲纳米复合镀液、搅拌装置或液流循环装置、控温装置。

1、脉冲纳米复合镀液的组成

脉冲纳米复合镀液主要由镍盐、不溶性纳米微粒以及添加剂等几部分组成，脉冲电镀过程的镀液温度控制在20～80℃。

加入脉冲纳米复合镀液中的镍盐主要提供脉冲镀镍基纳米复合层所需的镍离子，加入的镍盐可以是硫酸镍、氯化镍、氟硼酸镍、氨基磺酸镍、焦磷酸镍、硫酸镍铵等镍盐中的一种或者多种，加入镍盐的浓度范围控制在10g/L～500g/L。

加入脉冲纳米复合镀液中的不溶性纳米微粒可以是金属(过渡金属或与之相近的金属)与硼、碳、硅、氮、氧等非金属元素组成的化合物，以及非金属元素所组成的化合物，如硼和硅的碳化物和氮化物，如BeO、MgO、CaO、ZrO₂、ThO₂、UO₂、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、稀土氧化物或者混合稀土氧化物、氧化锰、氧化铁、V₂O₅、氧化铅、氧化铋等各种氧化物纳米微粒，或者氮化硅(Si₃N₄)、氮化硼、氮化铝、氮化钛、氮化硅、氮化铝、HfN、TaN、ZrN、TiN、ScN、UN、ThN、Th₃N₄、NbN、VN、CrN、Be₃N₂等氮化物纳米微粒，或者SiC、B₄C、TiC、ZrC、VC、TaC、WC、Mo₂C等碳化物纳米微粒，或者MoS₂、WS₂等硫化物纳米微粒，或者纳米碳管、碳纤维，或者聚四氟乙烯、聚苯乙烯、尼龙等高分子纳米微粒或纳米纤维等等中的一种或者多种。加入纳米微粒的浓度范围控制在0.1g/L～300g/L，加入纳米微粒的粒径在1nm～300nm的范围。

加入脉冲纳米复合镀液中的添加剂的作用可以是增加镀液的导电能力，或者是稳定镀液的PH值，或者是调节镀液的PH值，或者是与溶液中的离子形成络合离子，或者是改变电极与溶液间的界面张力，或者是保证阳极的正常溶解，或者是改变脉冲镀镍基纳米复合镀层的内应力，或者是改变脉冲电镀过程基质金属镍电结晶的晶粒大小，或者是改变镀液中纳米微粒的分散状态，或者是促进纳米微粒与金属镍共沉积等等。加入的添加剂可以是一种或者多种，一种添加剂可以只具有上述一种功能或者一种添加剂可以兼具上述多种功能。脉冲纳米复合镀液中各种添加剂的浓度总和控制在0.01～300g/L。加入的添加剂可以是氯化锌、氯化铵、氯化钙、氯化锰、NaCl、KCl、Mg₂SO₄、硫酸锌、Na₂SO₄、K₂SO₄、亚硫酸钠、亚硫酸钾、、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸铵、焦磷酸钠、焦磷酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵、酒石酸钠、酒石酸钾、酒石酸钾钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾、乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯亚磺酸钠、磷酸二氢钠等等有机或无机盐，或者氨基磺酸、氟硼酸、硼酸、硫酸、盐酸、柠檬酸、醋酸、酒石酸、草酸、苹果酸、抗坏血酸、甘氨酸、乙醇酸等无机酸或有机酸，或者氢氧化钠、氨水、三乙醇胺、乙二胺、碘化钾，或者奈二磺酸、对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺、苯亚磺酸、氨基磺酸钠等等通式为R₁-SO₂-R₂的有机物(其中R₁为带有不饱和键的芳香环，R₂为-OH、-OMe、-NH₂、＞NH、-H等基团)，或者甲醛、香豆素、1，4-丁炔二醇、N-1，2-二氯烯丙基氯化吡啶、N-烯丙基溴化喹啉、聚乙二醇、间苯二酚等等分子中存在不饱和基团(如C＝O、C＝C-C＝O、C三C、C＝N等基团)的有机物，或者是炔醇与环氧化物的合成产物，或者吡啶、喹啉的衍生物，或者普通镀镍用光亮剂，或者磺化蓖麻油、二丁基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八酸钾(铵)等阴离子表面活性剂，或者失水山梨醇月桂酸脂、月桂酸二乙酰胺等非离子表面活性剂，或者氯化三甲基十二烷基铵、氯化十八烷基二甲基苄基胺、氯化十四烷酰胺丙基二甲基苄基胺等阳离子表面活性剂，或者聚丙烯酸及其盐类、聚甲基丙烯酸及其盐类、海藻酸钠、海藻酸铵、木质碳酸钠、石油磺酸钠等高分子聚电解质分散剂。

2、脉冲纳米复合镀体系

用于制备脉冲镀镍基纳米复合镀层的脉冲纳米复合镀体系主要由脉冲电源、镀槽、脉冲电镀溶液、电极、搅拌装置、液流循环装置、控温装置等几部分构成。

脉冲电源用于提供进行脉冲电镀的脉冲电流或者脉冲电压。

一般情况下，根据需进行脉冲纳米复合电镀的零件或部件的尺寸制造的镀槽用于装载脉冲镀溶液以及脉冲电镀用电极。对于特殊形状或尺寸的脉冲纳米复合镀零件或部件，脉冲纳米复合镀零件或部件本身也可以用作镀槽或者镀槽的一部分，这时的脉冲纳米复合镀零件或部件本身既是镀槽(或者镀槽的一部分)又是电极。

脉冲纳米复合电镀用电极包括阴极和阳极二部分。阴极由需进行脉冲纳米复合镀的零件或部件构成，阳极为金属镍或者镍合金。

搅拌装置用于保证脉冲纳米复合镀液中离子浓度的均匀性、纳米微粒在镀液中的均匀悬浮(或均匀分散)、镀液温度均匀以及脉冲纳米复合镀层的质量。搅拌方式可以是离心搅拌、或者机械搅拌、或者磁力搅拌、或者空气(或其它气体)搅拌、或者电磁搅拌，或者循环泵搅拌等等搅拌方式中的一种或多种。

液流循环装置用于实现脉冲纳米复合镀溶液的循环，以保证脉冲纳米复合镀溶液中离子浓度的均匀性、纳米微粒在溶液中的均匀悬浮(或均匀分散)、镀液温度均匀以及脉冲纳米复合镀层的质量。液流循环装置由泵及相关管线组成。

在脉冲电镀镍基纳米复合镀层体系中，液流循环装置和搅拌装置可以同时配备，也可以仅配备其中之一。

为实现脉冲纳米复合镀过程的镀液温度控制在20～80℃，脉冲电镀镍基纳米复合镀层体系需安装控温装置。控温装置由加热、测温及自动控制系统等几部分构成。加热方式可以是电加热，或者蒸汽加热，或者水浴加热等等方式中的一种或者多种。

3、电沉积方式

脉冲电镀镍基纳米复合镀层的脉冲电沉积方式可有多种选择，可采用控电流的脉冲电流进行电镀，也可采用控电压的脉冲电压进行电镀。所采用的脉冲电流(或脉冲电压)的波形可以是单向脉冲，或者是双向脉冲，或者是单向脉冲与直流的叠加，或者是双向脉冲与直流的叠加。

采用控电流的单向脉冲电流进行脉冲纳米复合镀的电流导通时间范围在0.01毫秒～1秒，电流的断开时间范围在0.1毫秒～5秒，平均电流密度范围在5mA/cm²～250mA/cm²。采用控电流的双向脉冲电流进行脉冲纳米复合镀时，反向脉冲电流的电流导通时间、电流断开时间、平均电流密度等参数值视正向脉冲电流的参数值而定。

采用控电压的单向脉冲电压进行脉冲纳米复合镀的电压导通时间范围在0.01毫秒～1秒，电压的断开时间范围在0.1毫秒～5秒，平均槽电压的范围在0.8V～100V。采用控电压的双向脉冲电压进行脉冲纳米复合镀时，反向脉冲电压的电压导通时间、电压断开时间、平均电压等参数值视正向脉冲电压的参数值而定。

按脉冲纳米复合镀溶液的组成及浓度配制镀液。镀液可以直接在镀槽中配制，也可以在镀槽以外的其它容器中配制。纳米微粒可以直接与镀液其它组分一起配制成脉冲纳米复合镀镍溶液，也可以将纳米微粒预先加入蒸馏水或去离子水中，并充分搅拌或则放入研磨机(如球磨机等)中充分研磨，或者将纳米微粒预先加入溶解有添加剂的蒸馏水或去离子水中后再充分搅拌或放入研磨机(如球磨机等)中充分研磨，待纳米微粒在蒸馏水或去离子水中或者溶液中充分分散后再与其它组分一起配制成脉冲纳米复合镀镍溶液。对在镀槽以外的其它容器中配制的脉冲纳米复合镀镍溶液，可直接将镀液放入镀槽或镀槽系统中，或者将镀液充分搅拌后放入镀槽或镀槽系统中，或者将镀液充分研磨后放入镀槽或镀槽系统中。若脉冲纳米复合镀体系仅配备有搅拌装置而无液流循环装置，则启动搅拌装置对镀液进行充分搅拌以保证纳米微粒在镀液中的均匀悬浮和充分分散，并对镀液进行加热和控温。在确保纳米微粒在镀液中已经均匀悬浮并充分分散、镀液温度也已稳定在所需的温度后，就可以将经过除油、强侵蚀、弱侵蚀等相关前处理后的工件放入镀槽中，将工件与脉冲电源连接好后，打开脉冲电源进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。在整个脉冲纳米复合镀过程中，应确保镀液温度均匀并恒定在预定值，纳米微粒在镀液中均匀悬浮并充分分散。若脉冲纳米复合镀体系仅配备有液流循环装置而无搅拌装置，则启动液流循环装置使镀液充分循环以保证纳米微粒在镀液中的均匀悬浮和充分分散，并对镀液进行加热和控温。在确保纳米微粒在镀液中已经均匀悬浮并充分分散开，镀液温度均匀并已稳定在所需的温度后，就可以将经过除油、强侵蚀、弱侵蚀等相关前处理后的工件放入镀槽中，连接工件与脉冲电源，打开脉冲电源进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。在整个脉冲电镀过程中，应确保镀液温度均匀并恒定在预定值，纳米微粒在镀液中均匀悬浮并充分分散。若脉冲纳米复合镀体系不仅配备有液流循环装置，还同时配备有搅拌装置，则可同时启动液流循环装置和搅拌装置对镀液进行搅拌和循环，使纳米微粒在镀液中充分悬浮并分散均匀，并对镀液进行加热和控温。在确保纳米微粒在镀液中已经均匀悬浮并充分分散开，镀液温度均匀并已稳定在所需的温度后，就可以将经过除油、强侵蚀、弱侵蚀等相关前处理后的工件放入镀槽中，连接工件与脉冲电源，打开脉冲电源进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。在整个脉冲电镀过程中，应确保镀液温度均匀并恒定在预定值，纳米微粒在镀液中均匀悬浮并充分分散。在脉冲纳米复合镀体系不仅配备有液流循环装置，还同时配备有搅拌装置的情况下，也可以先启动液流循环系统，后启动搅拌系统对镀液进行循环和搅拌，或者先启动搅拌系统，后启动液流循环系统对镀液进行搅拌和循环，使纳米微粒在镀液中充分悬浮并分散均匀，并对镀液进行加热和控温。在确保纳米微粒在镀液中已经均匀悬浮并充分分散开，镀液温度均匀并已稳定在所需的温度后，就可以将经过除油、强侵蚀、弱侵蚀等相关前处理后的工件放入镀槽中，连接工件与脉冲电源，打开脉冲电源进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。在整个脉冲电镀过程中，应确保镀液温度均匀并恒定在预定值，纳米微粒在镀液中均匀悬浮并充分分散。对在镀槽或镀槽系统中直接配制的纳米复合镀溶液，在脉冲纳米复合镀体系仅配备有搅拌装置而无液流循环装置，或者仅配备有液流循环装置而无搅拌装置，或者同时配备有液流循环装置及搅拌装置的情况下进行脉冲纳米复合镀的过程，可按照上述对在镀槽以外的其它容器中配制的脉冲纳米复合镀液中所叙述的进行脉冲镀镍基纳米复合镀层的工艺过程进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。若工件构成镀槽的一部分，则应预先将工件经过除油、强侵蚀、弱侵蚀等相关前处理后，将工件安装进镀槽，再在镀槽或则镀槽系统内配制或者放入脉冲纳米复合镀液，按前述工艺过程进行脉冲镀镍基纳米复合镀层。

脉冲镀镍基纳米复合镀层的结构特点在于该镀层具有多相结构，由基质金属镍及弥散分布于其中的纳米微粒构成，且基质金属镍的晶粒尺寸不超过100nm。脉冲镀镍基纳米复合镀层的性能特点在于，该镀层无论是在室温下使用还是在中温下使用还是在高温下使用，均具有高硬度、高韧性、高强度、高的耐磨性能、优异的耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能。因而，本发明提出的脉冲电镀镍基纳米复合镀层非常适合用作需要在室温下使用或者在高温下使用或者在中温下使用的、要求高耐磨性能或者高硬度或者高韧性或者高强度或者抗高温氧化性能或者高的耐腐蚀性能等的、用于机械行业或者冶金行业或者航空航天领域或者塑料制品制造及加工行业或者橡胶制品制造及加工行业等等的各种规格及形状的零件或者各种规格及形状的结构部件或器件的表面镀层。

该镀层的结构由基质金属镍及弥散分布于其中的纳米微粒构成，基质金属镍的晶粒尺寸小于100nm，镀层硬度在400～2000Hv，无论是在室温下使用还是在中温下使用还是在高温下使用，均具有高硬度、高韧性、高强度、高的耐磨性能、优异的耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能。

附图说明

图1空气搅拌脉冲纳米复合镀装置示意图，

图2单向脉冲纳米复合镀电流波形示意图，

图3备循环泵液流循环装置的脉冲纳米复合镀体系局部示意图，

图4双向脉冲纳米复合镀电流波形示意图，

图5机械搅拌脉冲纳米复合镀装置示意图，

图6单向脉冲纳米复合镀电压波形示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1：脉冲复合镀Ni/金刚石纳米复合镀层

镀液组成：NiSO₄·6H₂O 300g/L

NiCl₂·6H₂O 10g/L

H₃BO₃ 10g/L

金刚石纳米微粒(粒径d＝3nm) 0.1g/L

月桂酸二乙酰胺 5g/L

十二烷基硫酸钠 0.01g/L

脉冲纳米复合镀体系：采用空气搅拌，二个电极分别由工件和金属镍构成。图1为采用空气搅拌条件下，在工件表面脉冲电镀Ni/金刚石纳米复合镀层的脉冲复合镀装置示意图。

脉冲纳米复合镀层的制造过程：将上述加有金刚石纳米微粒的脉冲复合镀液置于球磨机中球磨4小时后放入镀槽中。工件经除油、强浸蚀、弱侵蚀等一系列前处理过程后，放入镀槽进行脉冲复合电镀。采用控电流的单向脉冲电流进行脉冲纳米复合镀，单向脉冲电流的脉冲波形示于图2，导通时间T_on控制在0.01ms，断开时间T_off控制在6ms，平均电流密度J_m控制在5mA/cm²，启动温控系统将镀液温度控制在20℃，电镀时间6小时。所得脉冲镀镍基纳米复合镀层的表面形貌优良，镀层在室温、中温和高温均具有很好的耐磨性能。

实施例2：脉冲电镀Ni/ZrO₂纳米复合镀层

镀液组成为： Ni(BF₄)₂ 500g/L

HBF₄ 5g/L

H₃PO₃ 50g/L

ZrO₂(粒径300nm) 300g/L

脉冲纳米复合镀体系：工件形状为中空管状。采用循环泵液流循环装置，二个电极分别由中空管状工件和金属镍构成。图3为采用循环泵液流循环装置的条件下，中空管状工件作为镀槽的一部分，在管状工件内表面脉冲电镀Ni/ZrO₂纳米复合镀层的脉冲复合镀装置示意图。

脉冲纳米复合镀层的制造过程：工件经除油、强浸蚀、弱侵蚀等一系列前处理过程后，将工件组装进镀槽中。将按上述镀液组成配制的添加有ZrO₂纳米微粒的脉冲复合镀液放入镀槽体系中，充分循环镀液以保证纳米微粒在镀液中均匀分散，启动温控系统将镀液温度控制在50□。采用控电流的双向脉冲电流进行电镀，双向脉冲电流的波形示于图4，双向脉冲电流的正向脉冲电流工作时间TF控制在60s，正向导通时间T_on控制在1000ms，正向断开时间T_off控制在5000ms，正向平均电流密度J_m控制在250mA/cm²。反向工作时间TR控制在5.5ms，反向导通时间T_on控制在0.1ms，反向断开时间T_off控制在1ms，反向平均电流密度J_m控制在20mA/cm²，镀液温度控制在50□，电镀时间5小时。所得镀层的表面形貌优良，镀层在高温、中温及低温下都具有很好的耐磨性能及抗高温氧化性能。

实施例3：脉冲复合镀Ni/Al₂O₃纳米复合镀层

镀液组成：Ni₂P₂O₇ 70g/L

Na₄P₂O₇.10H₂O 250g/L

KCl 25g/L

Al₂O₃纳米微粒(粒径d＝50nm) 20g/L

柠檬酸铵 17g/L

氯化三甲基十二烷基铵 8g/L

1，4-丁炔二醇 0.5g/L

C₆H₅COSO₂NH 0.8g/L

脉冲纳米复合镀体系：采用机械搅拌，二个电极分别由工件和金属镍构成。图5为采用机械搅拌条件下，在工件表面脉冲电镀Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的脉冲纳米复合镀装置示意图。

脉冲纳米复合镀层的制造过程：按镀液组成在镀槽中配制脉冲纳米复合镀液。开启搅拌器充分搅拌溶液，以保证纳米微粒在镀液中均匀悬浮并充分分散、镀液温度均匀。启动温控系统将镀液温度控制在80℃。将经除油、强浸蚀、弱侵蚀等一系列前处理后的工件放入镀槽，连接工件与脉冲电源，打开脉冲电源进行脉冲纳米复合镀。采用控电压的单向脉冲电压进行脉冲纳米复合镀，单向脉冲电压的波形示于图6，导通时间T_on控制在200ms，断开时间T_off控制在300ms，平均槽电压V_m控制在3V，电镀时间6小时。所得脉冲镀镍基纳米复合镀层的表面形貌优良，镀层具有很好的耐磨性能及耐腐蚀性能。

Claims

1.一种脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，包括下述步骤：

(1)按照脉冲纳米复合镀溶液的组成及浓度配制脉冲纳米复合镀液：脉冲纳米复合镀溶液包括镍盐、不溶性纳米微粒以及添加剂，镍盐的浓度为10g/L～500g/L，纳米微粒的浓度为0.1g/L～300g/L，添加剂的浓度总和为0.01～300g/L；

(4)打开脉冲电源，采用控电流或控电压的脉冲电流或脉冲电压进行脉冲纳米复合镀镍基纳米复合镀层。

2.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(1)的不溶性纳米微粒预先加入蒸馏水或去离子水中或者溶解有添加剂的蒸馏水或去离子水中充分搅拌或则放入研磨机中充分研磨之后，再与其它组分一起配制成脉冲纳米复合镀镍溶液。

3.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(1)不溶性纳米微粒与镀液的其它组分一起配制成脉冲纳米复合镀镍溶液后再充分搅拌或则放入研磨机中充分研磨。

4.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(2)为同时启动搅拌装置和液流循环装置对镀液进行充分搅拌。

5.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(3)所述前处理为经过除油、强侵蚀、弱侵蚀处理过程。

6.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(4)采用控电流或控电压的单向脉冲电流或单向脉冲电压进行脉冲纳米复合镀，单向脉冲电流的导通时间为0.01毫秒～1秒，断开时间为0.1毫秒～5秒，平均电流密度范围在5mA/cm²～250mA/cm²；单向脉冲电压的导通时间为0.01毫秒～1秒，断开时间为0.1毫秒～5秒，平均槽电压的范围在0.8V～100V。

7.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述步骤(4)采用控电流或控电压的双向脉冲电流或双向脉冲电压进行脉冲纳米复合镀，导通时间为0.01毫秒～1秒，断开时间为0.1毫秒～5小时，平均电流密度范围在5mA/cm²～300mA/cm²，平均槽电压的范围在0.8V～100V。

8.根据权利要求1所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的方法，其特征是，所述的脉冲纳米复合镀液中不溶性纳米微粒的粒径为1nm～300nm。

9.一种脉冲镀镍基纳米复合镀层的设备，其特征是，脉冲电源与电极连接，所述电极设置于镀槽，所述镀槽设置有脉冲镀溶液、搅拌装置或液流循环装置、控温装置。

10.根据权利要求9所述的脉冲镀镍基纳米复合镀层的设备，其特征是，所述的镀槽为镀件。