人类文明从石器时代、铜器时代、铁器时代、工业时代以及信息时代一路走来,对于能源以及材料的利用方式也在逐渐改变。相比于其他材料,金属材料具有优异的加工性能与使用性能,使得金属材料在如今林林总总的材料中依然有着不可替代的地位。但是金属材料也有一定的局限性,例如容易在各种腐蚀介质中发生腐蚀,硬度高的金属材料其塑性、加工性较差等。金属表面处理是一种提高材料表面质量性能的重要手段。通过表面处理,使得金属材料的表面具有良好的耐磨、耐蚀性能,同时保持基体的金属特性,从而达到扩大金属材料应用领域,提高构件寿命,减少资源消耗的目的。碳化钨颗粒由于其优异的物理化学性能常被用于金属表面处理。将碳化钨颗粒应用于金属表面涂层的常用工艺有激光熔覆、热喷涂、钎焊等方法。这些方法中都存在一些问题,如涂层不能与基体形成良好的冶金结合,涂层结合强度低、涂层中存在较大的残余应力等。本文探索研究了采用真空熔覆法制备碳化钨涂层的工艺,并成功应用于螺杆钻具径向轴承套的表面。论文主要工作如下:(1)柔性金属布成型工艺研究。制备柔性金属布是真空熔覆方法有别于激光熔覆、热喷涂的特点之一。通过将粉末状增强相颗粒制备成金属布,一方面提高了原材料利用率,另一方面增加了对增强相的包覆能力,使得真空熔覆技术可以应用于工件的内表面、外表面以及其它异形面。通过对比Ni60、WC粉末含量配比以及轧制参数对金属布性能的影响,结果表明在Ni含量在40~50wt.%,轧制速率为2m/min,单次压下量50%,20-30℃下可以制备出厚度均匀、组织致密、性能良好的柔性金属布。(2)真空烧结工艺研究。真空熔覆工艺主要解决涂层如何与基体材料形成冶金结合的问题。真空烧结过程包括两个阶段:在第一阶段烧结温度550℃,可以使金属布中的有机粘结剂完全挥发;第二阶段烧结温度1150℃,保证Ni60粉末熔化使涂层粉末颗粒具有一定的流动性,并使熔体状的Ni60包覆WC颗粒对基体形成良好的包覆。(3)涂层性能评价。主要对涂层结合强度、磨损性能、腐蚀性能三个方面进行测试分析。通过制备不同的试样分别测试了涂层界面的剪切结合强度、拉伸结合强度。结果表明涂层平均剪切结合强度可达151MPa,平均拉伸结合强度可达200MPa。涂层的耐磨性能主要依据环块摩擦磨损试验进行评价,对磨材料为整体淬火45钢。结果表明涂层耐磨性比45钢提高了14倍。通过极化曲线表征了涂层的耐腐蚀性能,结果表明涂层自腐蚀电位为-588m V,自腐蚀电流密度为2.7μA/cm2,涂层耐腐蚀性能介于45钢与304不锈钢之间,适用于一般耐腐蚀环境中。