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本文依据等离子熔覆材料的设计原则,实验碳含量为1.0%、2.8%和4.0%,碳化钨含量为0%、5%、12%、20%和35%的铁基碳化钨等离子熔覆层。对粉末流动均匀性、熔覆层宏观形貌、等离子熔覆稀释率和等离子熔覆层微观特征进行研究,以考察混合粉末等离子熔覆的工艺性能;通过金相观察和扫面电镜分析、显微硬度和摩擦磨损性能实验方法,研究了铁基碳化钨等离子的熔覆层微观组织和力学性能,讨论了C和WC含量的变化对等离子熔覆层微观组织和性能的影响规律。通过对铁基合金和碳化钨的级配,在额定的送粉电压范围内,等离子熔覆送粉速度变化的偏差值为0.08~0.11,近似均匀送粉,可以实施等离子熔覆;对熔覆参数优化后,均能获得成型优良、组织致密的熔覆层;经计算,熔覆层的稀释率分布在24~35%之间。随着铁基合金碳含量的降低,等离子熔覆层组织由过共晶向共晶组织过渡,Fe52(4.0%C)等离子熔覆层组织主要为过共晶组织,熔覆层主要由γ(Fe,Cr)、α(Fe,Cr)和六方棱柱状的初生碳化物(Fe,Cr)7C3组成;Fe51(2.8%C)等离子熔覆层组织主要为过共晶组织和共晶组织,覆层主要由γ(Fe,Cr)、α(Fe,Cr)和集束板条状共晶碳化物(Fe,Cr)7C3和少量的初生碳化物组成;Fe50(1.0%C)等离子熔覆层组织主要为共晶组织,熔覆层主要由γ(Fe,Cr)和集束板条状共晶碳化物组成;共晶和过共晶碳化物均匀分布,奥氏体填充在碳化物之间的空隙内,以粘结相的形式存在。三种铁基合金熔覆层的硬度随着铁基合金碳含量的减小依次降低,铁基合金熔覆层的摩擦系数随铁基合金碳含量变化波动不大,磨损量随着铁基合金碳含量的减小逐渐增加。随着碳化钨加入量的增加,等离子熔覆层的微观组织中六方棱柱状的初生碳化物(Fe,Cr)7C3逐渐减少,集束板条状共晶碳化物(Fe,Cr)7C3逐渐增加,熔覆层组织中出现了少量的Fe3W3C、Fe6W6C、W2C和WC等硬质相;初生碳化物和共晶碳化物在熔覆层中均匀分布,周围由金属粘结相包围,外加WC硬质相在的分布呈现不规则的状态。随着碳化钨含量的增加,Fe52、Fe51、Fe50熔覆层的硬度依次提高,并且Fe51和Fe50熔覆层的硬度值逐渐接近,但仍比Fe52熔覆层的硬度值低;铁基合金熔覆层的摩擦系数随碳化钨含量变化仍波动不大,磨损量随碳化钨含量的增加逐渐减小。