本文采用等离子喷焊技术(Plasma transferred arc welding)在低碳钢表面喷焊添加碳化硅和碳化钨的钴基合金涂层,碳化硅和碳化钨的质量分数分别为5%、10%和20%。用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)等表征手段对喷焊层结构和组织形貌进行了系统的研究,采用显微硬度仪、纳米压痕仪和磨损试验仪对喷焊层硬度、弹性模量、摩擦性能进行测试,研究了碳化物含量对喷焊层组织结构、显微硬度和磨损性能的影响。试验结果如下:XRD分析结果表明,Co基合金喷焊层主要由γ-Co、Cr23C6以及少量的(Cr,Fe)7C3组成。Co+SiC和Co+WC喷焊层主要由γ-Co、Cr23C6、CoCx组成。添加不同SiC后,(Cr,Fe)7C3含量不同,并出现少量SiC相。而添加WC的喷焊层出现WCx和少量Co3C、W2C以及M6C型碳化物。Co基合金喷焊层组织主要由发达的γ-Co柱状晶和其间的共晶组织组成,添加WC后喷焊层组织未发生变化,而添加SiC的喷焊层组织由亚共晶组织向过共晶组织转变。添加SiC喷焊层近表面显微硬度较WC喷焊层高,近表面平均显微硬度(HV0.5 874)较WC(HV0.5 689)提高27%。SiC/WC喷焊层耐常温磨损及高温磨损较Co基合金喷焊层提高,但SiC喷焊层比WC喷焊层耐高温磨性高,其中20%SiC耐高温磨损较20%WC提高明显。这是由于20%SiC喷焊层沿层深出现明显的组织梯度。20%SiC喷焊层由熔合区的共晶组织向近表面的过共晶组织转变,此外近表面出现大量的M7C3型碳化物以及喷焊层高的韧性和硬度比,使得添加20%SiC的喷焊层耐磨性最佳。磨损实验表明:常温磨损机制为粘着磨损,高温磨损机制为粘着磨损和氧化磨损。通过对SiC和WC对Co基合金喷焊层组织和性能的影响的研究,添加20%SiC的喷焊层不仅性能优异而且价格低廉。