水轮机是水电站的重要能量转换设备。但水轮机叶片等过流部件常受到泥沙冲蚀而发生磨损破坏，尤其我国黄河流域的水电站机组泥沙磨损严重。水轮机过流部件的磨损将产生巨大的维修费用，而检修停产会造成能源浪费。
若单纯采用高性能材料来提高整个过流部件耐磨损性能，其使用成本很高。由于磨损破坏主要发生在工件表面，只需提高工件表面的耐磨性即可满足使用要求。目前，解决这一问题性价比更高的方法是在过流部件表面热喷涂耐磨涂层。
喷涂材料采用由高硬度WC颗粒和高韧性Co金属组成的复合粉末时，制备的涂层韧性好、硬度高且耐磨性能优异；且WC颗粒为纳米尺寸时，涂层的硬度和韧性将得到进一步提高。
目前，WC-Co涂层主要制备方法为等离子喷涂和超音速火焰喷涂，但等离子喷涂时WC颗粒易发生严重氧化脱碳，而超音速火焰喷涂需要消耗大量昂贵的氧气。与前2种方法相比，超音速等离子喷涂具有喷涂效率高、工作气体成本相对低、参数便于控制、WC氧化脱碳程度低等优点，具有显著的经济效益和技术优势；但受生产设备的制约，超音速等离子喷涂尚未得到广泛应用，有关该方法制备纳米结构WC-Co涂层的研究较少，在已有的研究中基本采用价格较高的纯Ar、N2、H2等作为工作气体。
为进一步降低生产成本，本研究采用空气和丙烷混合气体为工作气体，采用微米WC-Co涂层作对比，重点研究了纳米WC-Co涂层的孔隙率、结合强度、硬度、表面抗压性和耐磨性。
结论
1）采用超音速等离子喷涂工艺在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了纳米和微米WC-17Co涂层，纳米涂层和微米涂层平均孔隙率分别为0.64%和0.93%。
2）纳米WC-17Co涂层的结合强度在69.2MPa以上，显微硬度为12107MPa，均高于微米涂层的56MPa和11729MPa；纳米涂层表面具有更高的抗压入变形能力。
3）纳米和微米WC-17Co涂层磨损量分别是基体的10.9%和14.9%；基体的磨损形式为严重的磨粒磨损、粘着磨损和层状剥落，而2种涂层均为轻微的磨粒磨损；纳米涂层表现出更优的耐磨损性能。
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