碳化物涂层由于其高硬度、耐磨损、抗氧化、耐高温、耐腐蚀的特性,在材料表面涂层领域有广泛的应用前景。熔盐热扩散法（TD）是一项材料表面涂覆碳化物涂层的重要技术。但通常熔盐TD技术使用的熔盐主要是硼酸盐和氯化物盐。硼酸盐存在着流动性差,粘度大,残盐不易清洗,能制备涂层的种类有限的缺点;氯盐腐存在着蚀性大,容易挥发等缺点,这些制约着TD技术在碳化物涂层制备领域中的应用。为可克服上述缺点,提高碳化物涂层的性能并扩大制备碳化物涂层的种类,本文采用高纯的FLiNaK熔盐,开展在金属基材料表面TD法制备碳化物涂层的研究,主要研究内容如下:研制了专用的氟化物熔盐TD法处理设备。该设备不仅能满足TD处理所需的高温环境（一般处理温度在800°C以上）,而且还能控制设备中的气氛,并满足了材料样品放入和取出的需要。利用FLiNaK熔盐,用TD法成功制备出高品质的碳化铬涂层,并系统研究了基体材料、熔盐组分、处理时间、处理温度等因素与碳化铬涂层形成的关系。研究发现,在处理温度一定的情况下,基体材料碳的活度越大形成的涂层越厚;熔盐中原子态铬的浓度越高,也越有利于碳化铬涂层的形成;随着处理时间的延长,样片的增重量和厚度均在增大;发现球磨铸铁QT600-3上涂覆的碳化铬涂层结构依次为:M₂₃C₆,M₇C₃,M₃C和γ-Fe（M=Cr,Fe）。并获取了球墨铸铁QT600-3碳化铬涂层厚度与处理时间和温度的关系式:（?）研究了灰铸铁HT250上的碳化铬涂层的力学性能,发现碳化铬涂层的硬度与基体材料相比,提高了约6倍,达到20.5GPa,涂层的耐磨性也有所提高。另外,在H13钢上制备出碳化锆和碳化钨涂层。其中碳化锆涂层为厚度约2μm的片状棕黑色的ZrC结构;碳化钨涂层为厚度约7μm的颗粒状灰绿的Fe₃W₃C结构。