磨损是煤矿机械零部件在使用过程中最主要的失效形式。除了材料自身磨损失效外，还需频繁更换零件，造成生产率下降，进而导致材料和能源的极大浪费。等离子束流表面熔覆技术通过在金属材料表面获得与之呈冶金结合的具有耐磨、耐蚀、耐热性能的熔覆层，实现延长其使用寿命的目的，此技术在解决磨损问题方面得到了广泛应用。　　 本文针对刮板输送机中部槽的工况和材质设计了两种高铬铸铁型铁基自熔性合金粉末，采用等离子束流表面熔覆技术在其表面进行熔覆。通过金相组织观察、扫描分析及能谱分析、X-射线衍射分析、硬度测试、磨损试验及磨损试样磨损面的观察，系统地研究了熔覆工艺参数、化学成分对熔覆层组织和性能的关系，探讨了熔覆层的磨损机理，并进行了井下生产试验。　　 影响表面熔覆层质量的因素众多且存在交互作用。在设定喷嘴与基材间的高度为24～26mm和离子气量为10L/min的条件下，设计正交表对其工艺进行极差分析，以熔覆层的稀释率和形状系数作为检验指标，得出各因子影响顺序为：熔覆电流＞熔覆速度＞送粉量。优化后的熔覆工艺方案为：熔覆电流Ⅰ为220A，熔覆速度V为380mm/min，送粉量M为50g/min。验证性试验表明，该工艺参数满足熔覆层对稀释率和形状系数的要求。　　 熔覆层的组织均由奥氏体枝晶、合金碳化物或硼化物及枝晶间的共晶体组成。对比高碳配方(Fe01)和高硼配方(Fe02～Fe05)熔覆层的物相，结果表明：前者熔覆层物相主要由γ-(Fe)和(Cr,Fe)7C3相组成；后者熔覆层物相主要由γ-(Fe)、(Cr,Fe)2B、和Fe2B相组成。基材的热影响区分为过热区、相变再结晶区和不完全再结晶区。研究表明：等离子束流表面熔覆层的凝固是快速非平衡动态凝固过程，熔池中的液态金属在等离子束流的作用下，发生着强烈地对流运动并以非均匀形核方式凝固，沿着与热流相反的方向从基材向熔池中心凝固，靠近基材部位形成粗大的树枝晶，熔池中心为等轴晶，边缘部位较为细小的等轴晶。　　 通过对熔覆层性能测试，结果表明：由基体至熔覆层表面大致呈梯度分布，配方Fe04熔覆层显微硬度和表面洛氏硬度值最高；Q235钢、16Mn钢试样的磨损形式主要是犁沟，试样表面出现大块剥落的现象；配方Fe04熔覆层试样的磨损形式为微切削磨损，耐磨性最好，其耐磨性分别是Q235钢的5.7倍、16Mn钢的5.1倍，其余配方熔覆层试样的磨损形式主要是微观切削和微观剥落，耐磨性次于配方Fe04。　　 利用优化得到的等离子束流表面熔覆工艺参数，使用Fe04配方合金粉末，对40T、40TX中部槽进行熔覆处理，得到具有最高硬度值和相对耐磨性能的熔覆层。将经熔覆处理后的40T、40TX中部槽投入井下进行生产验证试验，结果表明：在同等工况下，和普通的中部槽相比，其使用寿命可延长2倍以上。