高硬度耐磨堆焊药芯焊丝在能源、矿山等领域的耐磨件制作和堆焊修复工作中已经得到了广泛的应用。但是,国产高硬度耐磨堆焊药芯焊丝综合性能,特别是耐磨损性能和国外知名品牌焊丝尚有差距,对耐磨堆焊合金的强化和耐磨机理的探究,还有大量工作完成。影响耐磨堆焊合金性能的主要因素是堆焊合金的成分、堆焊合金的组织、堆焊工艺参数及焊后热处理等。本文从已有耐磨堆焊药芯焊丝的理论依据和实际要求出发,提出了在传统金属粉芯药芯焊丝中添加合金元素的设计方案,通过在Fe-Cr-C系耐磨堆焊粉芯材料中加入不同含量TiB2陶瓷粉末,制备了一种新型耐磨堆焊用药芯焊丝。采用明弧堆焊工艺方法制取了TiB2强化高铬铸铁耐磨堆焊合金,并借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、硬度仪和X射线衍射仪(XRD)等试验仪器,试验研究了其堆焊合金的工艺性能和显微组织,分析了TiB2含量对该堆焊合金性能(硬度和耐磨性)的影响,并阐述了其影响机理。结果表明：(1)设计制作的TiB2强化Fe-Cr-C系高硬度耐磨堆焊药芯焊丝,通过采用明弧堆焊,其焊接工艺性达到了使用要求,结合试验得出的最佳工艺规范制作的磨辊已在生产中使用。(2)新研制的TiB2强化耐磨堆焊合金组织是由初生碳化物、马氏体和少量残余奥氏体组成,是一种最优化的典型耐磨堆焊合金系组织类别。同时TiB2的加入,在堆焊合金中形成一种新的硬质相化合物颗粒—TiC-TiB2,呈弥散状分布在初生碳化物和基体组织中。(3)当堆焊合金中含有TiB2时,其硬度和耐磨性都显著高于其它堆焊合金,特别是加入10wt%TiB2的堆焊合金其平均硬度值达到68.4HRC,耐磨损性是普通Fe-Cr-C系堆焊合金的1.2倍。经显微硬度测试,TiB2强化堆焊合金的初生碳化物和基体组织硬度最高。(4)加入陶瓷粉末TiB2,增加了堆焊合金的结晶形核质点,提高了初生碳化物的形核率,打断了堆焊合金中柱状晶的生长,抑制其晶粒长大,使其尺寸变小,耐磨硬质相数量增多,是导致堆焊合金硬度和耐磨性提高的原因之一。