热扩散法处理的M35螺丝冲头裂纹生成机制及工艺改良

本实验通过热反应扩散技术(TD处理)在M35螺丝冲头表面制备VC涂层,发现在使用传统马氏体淬火方法时基体产生了裂纹。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏硬度计检测分析材料的组织结构、元素分布与硬度,剖析了裂纹生成机制,并对工艺进行了改良。结果表明:热反应扩散过程中,在涂层与基体界面附近会形成碳与钒含量较高的扩散层,使该区域的Ms(马氏体转变起始温度)降低。由于淬火时Ms较高的内层先发生马氏体相变并伴随体积膨胀,会对外层产生较大的拉应力而导致其开裂,并迅速扩展形成淬火裂纹。采用贝氏体等温淬火工艺代替传统的马氏体淬火工艺,通过调控组织和缓解体积效应能有效解决基体开裂问题,再经过三次回火处理后得到力学性能符合要求的M35螺丝冲头产品,并在其表面成功制备VC涂层材料。