采矿、石油、化工、核电等行业的快速发展成为耐磨材料研究的主要动力。Ni-Cr-B-Si系Ni基合金由于其高的耐磨性、高的高温抗氧化性和腐蚀性成为比较理想的耐磨合金。等离子堆焊技术(PTAW)因为其低的母材稀释率、好的冶金结合、致密无缺陷的堆焊层等优点已经广泛应用于耐磨合金堆焊强化中。本文采用等离子堆焊技术在奥氏体不锈钢表面堆焊镍基耐磨合金,使用光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDX)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、磨损试验仪等研究焊接参数、初始合金化学成分、碳化钨颗粒含量等对堆焊层组织结构、显微硬度和耐磨性等的影响。实验结果如下：(1)在奥氏体不锈钢表面通过调节合适的焊接参数、焊前和焊后热处理等可获得厚度约3-6mm无缺陷等离子堆焊层。(2)Ni60合金等离子堆焊层出现了明显的组织梯度。焊接电流增大20%,堆焊层出现体积分数含量较大的小花状结构,平均硬度下降20%。送粉速度下降40%,堆焊层出现一定方向性的长条状和分离的块状硼化物,致使其硬度相对于10g/min时下降19.8%。(3) Ni-Cr-B-Si系等离子堆焊合金层组织包括γ-Ni树枝晶固溶体基体和树枝晶间共晶组织。Cr、C、B和Si元素含量增加,熔合区宽度变小,树枝状体积含量大幅减少,树枝晶间变粗大,树枝晶间碳化物和硼化物体积含量显著增加。Cr, C, B和Si元素含量的增加,堆焊层的平均硬度明显增加,硬度过渡区缩小,硬度梯度增大。(4)等离子堆焊碳化钨颗粒增强镍基合金过程中,碳化钨沉积在堆焊层底部。由于碳化钨的溶解,与镍基合金元素作用形成低熔点共晶组织,以块状和长条状结构析出。随碳化钨含量增加,堆焊层的平均硬度增加。新生鱼骨状和块状结构对堆焊层硬度没有影响。磨损过程中产生的镍基氧化层以及碳化钨颗粒的剥离和破碎可大大提高堆焊层耐磨损性能。(5)等离子堆焊碳化钨颗粒增强镍基合金过程中,焊接电流显著影响母材稀释率及近熔合线的过渡区域的形成。低电流产生贯穿整个堆焊层的裂纹。由于在近熔合线过渡区域初始碳化钨颗粒的分解、熔化对硬度的贡献大于铁元素扩散的影响,使得高电流产生较高的显微硬度。