涂层型螺栓的弱化机理分析及加工工艺改进

针对某型号直升机旋翼系统的关键连接螺栓存在疲劳寿命明显不足的现象,采用显微硬度分布以及扫描电子显微镜(SEM)/电子背散射衍射(EBSD)分析,发现螺栓基体在车削、磨削和喷砂的机加工处理后,表面残留的变质层叠加区对WC-10Co4Cr涂层与基体结合强度产生不利影响,进而造成的基体-涂层界面早期开裂失效是螺栓疲劳寿命明显不足的主要原因。通过采用加大磨削量来消除变质层叠加区的加工工艺后,螺栓涂层与基体的显微硬度分布更加均匀,平均疲劳寿命比原螺栓提高了3倍。这主要是因为加工变质层叠加区的去除使螺栓表面的硬度有所提高,且硬度分布更加均匀,进而减缓了基体与涂层的硬度梯度,使涂层与基体的结合强度显著提高。