阀门常在挤压、磨损、水或其他介质的腐蚀、高温等条件下使用,致使其密封面损坏,不能继续使用而带来严重的损失。钴基合金拥有良好的耐高温性、抗磨损、耐冲击、耐腐蚀等性能,是局部强化阀门密封面的理想高温合金。粉末等离子堆焊是一种节能、高效、低稀释率的表面强化技术,广泛用于修复零件或提高零件的性能。本文通过优化等离子堆焊工艺,采用Stellite 6、Stellite F、Tribaloy400(简称T-400)三种钴基合金粉末在304不锈钢表面制备等离子堆焊层,研究了成分对钻基合金堆焊层的显微组织与性能的影响,并分析了堆焊层在常温和高温下的摩擦磨损形式。研究结果表明焊接电流和送粉量影响堆焊层的稀释率和表面成型。最佳工艺参数为：堆焊速度为32mm/min,等离子气流量为0.2L/min,送粉量为35g/min、电流为99A。此时,堆焊层表面饱满光滑、没有缺陷且稀释率较低。通过对堆焊层的组织形态及物相结构分析,发现从界面到表层Stellite 6合金堆焊层的组织有明显的变化,存在不同的区域：熔合区的平面晶、近界面的胞状晶和堆焊层中部具有一定方向的柱状树枝晶、等轴晶区及近表面细小杂乱的树枝晶区；主要物相有γ-Co、M23C6、M7C3、CoCx等,其中M表示Cr、W、Fe等。Stellite F合金堆焊层的组织变化与Stellite 6合金类似,主要物相有γ-Co、M23C6(M代表Cr、W、Fe等)、Cr7C3=Cr2Ni3、Ni17W3。T-400合金堆焊层的组织没有明显的界限,主要由少量的柱状晶、细小的枝晶和等轴晶组成,主要物相为γ-Co、金属间化合物Co3Mo2Si、CoMoSi、Co2Mo3、Co7Mo6等。硬度和电化学腐蚀测试结果表明,三种钴基合金堆焊层的显微硬度均比母材高,T-400合金堆焊层的平均显微硬度最大,为500HV0.5;在3.5wt%NaCl盐溶液中,Stellite 6、Stellite F、T-400三种钴基合金堆焊层的耐蚀性能优于母材,腐蚀电流密度分别为2.47μA/cm2、4.01μA/cm2、1.91μA/cm2,是母材的0.293倍、0.476倍、0.227倍,T-400合金堆焊层的耐盐蚀性能最好。对三种钴基合金堆焊层及母材进行常温及600℃高温磨损试验,结果表明：(1)常温磨损时,Stellite 6、Stellite F、T-400三种钻基合金堆焊层的磨损量比母材304不锈钢低,分别是母材的0.27倍、0.37倍、0.67倍。Stellite 6合金堆焊层的相对耐磨性最高,原因是磨损时堆焊层表面形成氧化膜使其磨损量降低,其次为Stellite F, T-400合金堆焊层的相对耐磨性最低,由于堆焊层中存在大量硬而脆的金属间化合物,塑性较差,磨损时产生“犁沟”、断裂、脱落；Stellite 6与Stellite F合金堆焊层的磨损形式主要为氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损；T-400合金堆焊层的磨损形式主要为磨粒磨损,伴随轻微的氧化磨损。(2)600℃高温磨损试验时,Stellite 6、Stellite F、T-400合金堆焊层的平均摩擦系数分别为1.25、0.38、1.43；T-400合金堆焊层的摩擦磨痕宽度最小,其次为Stellite 6、Stellite F。三种钴基合金堆焊层在高温磨损过程中的主要磨损形式不同,Stellite 6合金堆焊层主要为磨粒磨损和疲劳磨损及氧化磨损；Stellite F合金堆焊层为氧化磨损和黏着磨损；T-400合金堆焊层为氧化磨损和轻微的磨粒磨损、粘着磨损。