堆焊是指将具有特殊性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在金属材料或零件的表面，形成冶金结合以赋予材料特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。堆焊工艺广泛应用于机械零件的修复和制造中，对合理使用材料、改进产品设计、提高产品性能、降低生产成本有重要意义。为此，试验选择价格合理、综合性能较好的铁基合金，选用Nb、Ti、V，Mo等作为主要添加元素，对各合金元素在堆焊层中的作用进行简单分析，研制开发适用于磨料磨损工况下的耐磨堆焊合金，有效解决金属零部件在使用过程中的表面磨损问题。　　通过焊条脱渣性研究，结果表明，当大理石14％，萤石10％，金红石12％，钛白粉8％，钛铁矿4％时，堆焊层具有良好的脱渣性、稳弧性。其中金红石对堆焊层的脱渣性影响最大;随着石墨加入量的增加，堆焊焊条的发尘量增加;当钛铁、铌铁加入量较大时，堆焊层的脱渣性变差。　　堆焊层组织为马氏体、残余奥氏体和弥散分布的碳化物，其颗粒增强相为NbC、TiC、VC、Mo2C等，表明通过化学冶金反应，成功合成了碳化物增强相。当石墨加入量增大时，基体组织由低碳马氏体转变为高碳马氏体，堆焊层硬度随着石墨加入量的增大而显著提高;但当石墨加入量超过8％以后，堆焊层硬度开始出现下降的趋势。同时发现，当钛铁加入量增大时，其硬度随着钛铁加入量的增大而提高;当钛铁加入量超过9％时，堆焊层硬度出现缓慢下降的趋势。铌铁加入量较低时，随着铌铁加入量的增大，堆焊层硬度呈现增大趋势;而当铌铁加入量超过6％后，堆焊层硬度开始缓慢下降。当堆焊4层时，堆焊层的组织和性能与堆焊3层差别不大。因此，试验建议堆焊3层为宜。　　堆焊层的抗裂性与其碳含量、合金元素含量以及显微组织有关。堆焊层碳化物增强相大小、形态、数量及其分布对堆焊层的抗裂性均有较大的影响。石墨含量增加时，堆焊层裂纹数量增多，抗裂性显著下降。并且试验对堆焊层的耐磨性进行研究，发现堆焊层的磨损机制主要是磨粒磨损，产生犁沟效应。高硬度的合金碳化物在磨损过程中起到耐磨骨架的作用，阻碍磨粒对堆焊层的破坏，从而提高堆焊层的耐磨性，且堆焊层的耐磨性随石墨加入量的增加显著提高，但当石墨加入量超过6.5％时，堆焊层耐磨性能开始下降。铌铁、钛铁对堆焊层耐磨性的影响与石墨相似，当铌铁、钛铁加入量分别增加时，堆焊层耐磨性提高;但铌铁超过6％或者钛铁超过9％时，堆焊层耐磨性出现下降的趋势。　　根据试验测试结果可知，当药皮中加入6.5％石墨、9％钛铁、6％铌铁、3％钒铁、2％钼铁时，堆焊层具有较高的硬度和耐磨性，其平均硬度在61HRC左右。