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泥沙磨损是水电行业面临的重大问题之一，制备耐磨涂层来强化材料表面是性价比最高的方法。WC-Co具有良好的耐磨性，在航空、汽车等领域已广泛用于零件保护层。但对WC-Co涂层的研究主要集中在微米尺度上，为进一步提高涂层使用性能，本文意图制备纳米结构的WC-Co涂层，并与微米涂层进行比较。采用等离子喷涂的方法在水电不锈钢0Cr13Ni5Mo表面制备WC-17Co微米涂层，以涂层截面和表面的微观组织形貌为依据评价涂层的致密度和结合质量，得到了微米涂层的优化工艺参数：喷涂距离250mm，喷涂电压260V，喷涂电流250A，喷涂角度90°，涂层厚度200~300μm；在此基础上将喷涂功率稍稍降低即可制备WC-Co纳米涂层，其截面形貌显示出更小的孔隙率和更好的界面结合状态，WC晶粒度在100nm左右。采用能谱仪、X射线衍射等方法研究涂层的微观组织，结果表明涂层的物相组成受喷涂功率的影响最大，在优化工艺下，涂层中WC为主相，仅含有少量的W2C，当功率升高时，涂层中的W2C含量增多，甚至出现W的衍射峰，此外在高温急冷的等离子喷涂加工状态下，涂层中还出现了非晶倾向。采用水收集喷涂粒子的方法将喷涂过程划分为加热飞行阶段、扁平化阶段、凝固阶段分别研究，描述了涂层的形成过程和两种脱碳反应机理：一种是喷涂粒子表面的WC直接被氧化；另一种溶解进入Co基体的C元素扩散到粒子表面被氧化。经过脱碳反应后熔滴液相成分发生了变化，在冷却凝固的过程中会析出W2C或者W。对两种涂层进行了孔隙率、硬度、结合强度等性能测试，纳米涂层的各项指标均优于微米涂层。纳米涂层孔隙率为2.44%，低于微米涂层5.25%；纳米涂层在压痕实验中测量点曲线重合度高，具有更好的致密度，与维氏硬度测量相吻合，纳米涂层平均硬度1210HV0.2，高于微米涂层的平均硬度1172HV0.2；涂层硬度有从底部到表面递减的趋势。纳米涂层的结合强度大于66.158MPa，微米涂层结合强度约为54.273MPa。采用摩擦磨损实验机进行耐磨性对比实验，不锈钢基体的耐磨性与两种涂层相差较大，说明WC-Co涂层可以很好的强化不锈钢表面；而在两种涂层的对比中，正是由于纳米涂层在微观组织和上述性能上的优势，使其在摩擦系数稳定性对比、磨痕照片对比、磨损失重量对比上都体现出了比微米涂层更强的耐磨性。