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本文以球磨机衬板为应用背景,针对该类零件局部表面要求高耐磨的特点,采用铸造表面合金化制备出高碳铬铁合金化层和WC-高碳铬铁合金化层,分析研究了合金化层的显微组织结构及形貌,探讨了合金化扩散机理。并对铸渗合金化层的抗磨粒磨损性能进行了研究,分析了其磨损机理。球磨机衬板要求局部表面要有高耐磨性,一旦关键部位磨损超限后,零件就失效或报废。针对此类零件的特点,本试验采用普通铸渗技术,研究了涂覆厚度、粘结剂、熔剂、合金粉的粒度及含量对合金层厚度及耐磨性的影响。通过大量的试验研究优化出最佳的铸渗工艺参数:浇注温度1600℃,填充颗粒高碳铬铁粉的粒度为80～100目,增强颗粒碳化钨粉的粒度为100～120目,4～6%的硼砂作熔剂,4%的酚醛树脂作粘结剂,铸型涂覆层厚度为3mm,所形成的渗层深,且与母体呈冶金结合,质量良好。借助JSM-5600LV型扫描电子显微镜、EDAX能谱仪、线扫描,X射线分析仪,对制备的合金层的显微组织结构进行了分析表征,结果表明:合金层与母体结合界面无缺陷,组织致密;在合金层深度方向上铬元素(Cr)、钨元素(W)和铁元素(Fe)均匀分布,铸渗基体上均匀分布着多种形状的铬钨碳化物;其中,铬的碳化物主要以(Fe,Cr)7C3形式存在,钨的碳化物以Fe3W3C存在,还有少量的WC,Fe3C, Cr23C7,这些高硬度的碳化物均匀分布在马氏体基体上形成耐磨骨架,大大提高合金层耐磨性能。在ML-100型磨粒磨损试验机上进行了磨损试验,测定WC颗粒含量及粒度对耐磨性的影响,并对比分析了试验材料与母体材料ZG30耐磨性。结果表明:合金化后材料的耐磨性比基体材料的耐磨性大大提高;WC颗粒含量和粒度对合金化层的耐磨性均有较大的影响。当WC颗粒含量为15%,粒度为100～120目时,渗层的耐磨性最好,其耐磨性是母体材料的18.8倍。把优化出的最佳铸渗工艺用于球磨机衬板上,当实际使用4800小时后,耐磨表面基本完好。因些采用铸造表面合金化技术制备合金化层能有效提高材料的磨粒磨损作用下的使用寿命。