本研究设计三种碳化钨药芯焊丝,采用TIG填丝的熔覆工艺,制备具有一定抗裂性能的碳化钨耐磨涂层。主要研究内容分为三个部分:熔覆工艺、熔覆层的组织分析和熔覆层的性能测试。本研究采用体能量代替线能量判断熔覆层热输入的大小,减小体能量可以减少碳化钨颗粒的溶解,增加熔覆层中未溶解碳化钨颗粒的体积分数。预热基板可以减小熔覆层残余应力,减少开裂的倾向。摆动工艺可以改善碳化钨颗粒的分布,避免因分布不均匀导致的应力集中,同时摆动工艺可以减小润湿角,改善成形。优化工艺之后制备了三种熔覆层,其中2#焊丝（Nb-WC熔覆层）抗裂性最好,可以熔覆双层多道不裂;1#焊丝（Ni-WC熔覆层）抗裂性次之,可以熔覆单层多道不裂;0#焊丝（WC熔覆层）抗裂性最差,只能熔覆单道不裂。熔覆层中的碳化钨颗粒会发生溶解形成M6C型共晶碳化物,熔覆层物相主要由三部分组成:未溶解WC/W2C、M6C型共晶碳化物和铁基相。单层熔覆层的组织为椭圆或扁长晶粒和晶界处鱼骨状M6C型共晶碳化物,其中Nb-WC熔覆层的晶粒最为细小。双层的熔覆层会发生M6C型碳化物的聚集长大、细小弥散碳化物的析出、奥氏体转变等组织变化。熔覆层基体的硬度显著提高,影响熔覆层基体硬度的因素主要有:一是碳化钨颗粒溶解析出M6C型共晶碳化物相的数量和尺寸;二是析出的细小弥散碳化物的数量。WC、Ni-WC、Nb-WC三种熔覆层的磨损体积分别为基板的1/55、1/48、1/53。熔覆层的磨损机理为碳化物颗粒对熔覆层基体的阴影效应和熔覆层基体对碳化钨颗粒的支撑效应。影响熔覆层耐磨性的主要因素是熔覆层中碳化钨颗粒的含量,熔覆层的磨损体积随磨损表面碳化钨颗粒的分布密度增加而减小。总结熔覆层抗裂性提高的原因,除以上工艺因素外,Nb元素促进了熔覆层基体中碳化物的析出,消耗了基体中的碳元素,改善深色熔覆层基体的韧性;同时Nb元素细化晶粒和减小碳化物的尺寸,从而提高抗裂性。