目前,WC颗粒增强耐磨表层复合材料的制备存在增强颗粒严重烧损、分解和复合材料层开裂等问题。针对上述问题,本文采用氩弧熔覆-注射技术,在预先喷涂Ni基自熔性合金的Q235钢表面,熔覆-注射250~420μm的球形WC陶瓷颗粒,成功制备出WC颗粒分布均匀密实、成形良好、无宏观缺陷,与母材为冶金结合的耐磨复合材料层。在氩弧熔覆-注射工艺特性研究的基础上,研究了多道搭接方法的合理性、复合材料层不同部位组织的结构及其形成过程、复合材料层的耐磨性和磨损机理。在优化工艺参数下,采用顺序搭接、间隔搭接两种方法进行多道搭接试验。通过XRD衍射和SEM、EDS显微分析确定了复合材料层物相组成,对复合材料层不同区域的微观组织特征进行观察,对复合材料层的显微硬度和耐磨性能进行分析测试。结果表明,采用顺序搭接方法成功制得无裂纹的多道搭接复合材料层,采用间隔搭接方法制备的复合材料层易在后间隔搭接的复合材料层中产生粗大裂纹。复合材料层中相主要由WC、γ-(Fe,Ni)和Fe3W3C-Fe4W2C(M6C)等组成,多道搭接复合材料层中出现W2C相。在复合材料层上、中、下部位,深灰色/浅灰色γ-(Fe,Ni)固溶体形貌大体相同;白色碳化物的形貌差异很大,主要有鱼骨状、块状、小平面状。复合材料层中WC颗粒间的平均显微硬度约为HV0.2731.83,是Q235钢的6.5倍,多道搭接区和非搭接区的显微硬度值接近。在相同磨损条件下,母材的磨损量是单道复合材料层的20倍,多道搭接区的磨损量是单道复合材料层的2倍。母材的磨损形式以粘着磨损为主,伴随着磨粒磨损;复合材料层的磨损形式主要是磨粒磨损。