Cu-Ni-Sn系合金由于高强度、高弹性、优良减磨性和抗腐蚀性优越等特点，引起了越来越多的关注。其中Cu-15Ni-8Sn以其高Sn含量而具备最为显著的时效沉淀强化效果，但也因此，传统的熔铸法在合金制备过程中由于冷速过慢，使合金极易出现Sn的偏析而严重降低了其时效强化效果，恶化其机械性能。针对这一问题，本论文采用甩带快速凝固和厚壁钢模浇铸快速盐水冷两种冷却方法制备Cu-15Ni-8Sn合金，通过提高冷速以控制Sn的偏析。再经粉碎制得预合金粉，以此为原料进行粉末冶金热压烧结，并通过适宜的固溶、变形、时效等热处理方式改善合金的组织性能，添加适量的第四元元素以细化合金晶粒及延缓不连续沉淀，以期获得组织成分均匀、时效强化效果显著的Cu-15Ni-8Sn合金。试验采用金相、扫描电镜和能谱仪等微观组织观察手段，借助洛氏硬度、剪切强度、微磨损率等测试方法，系统研究了不同制备及处理工艺与合金性能的关系，结果表明：以厚壁钢模浇铸水冷制备合金，经粉碎得到预合金粉并以此为原料经热压烧结能获得组织均匀致密的合金，最佳烧结工艺为850℃×150s，且烧结温度为影响烧结性能的主要因素。系统考察固溶温度、预冷变形、时效温度以及时效时间等热处理因素对合金的组织性能影响的研究表明，影响Cu-15Ni-8Sn合金硬度水平的主次因素为：冷压变形量＞时效时间＞时效温度＞固溶温度，较优的工艺路线为：840℃×15min固溶+40%冷压变形+400℃×4h时效，可获得硬度达37.6HRC和抗剪切强度达570.76MPa的合金。添加Nb元素后的Cu-15Ni-8Sn与原始合金相比，时效峰值时表面硬度提高了13.8%，剪切强度提高7.3%。Nb的加入能细化合金晶粒，延缓不连续沉淀，提高合金机械性能，并加速时效进程，且在加入量为1.5%时作用最为显著。