机床主轴材料和热处理
机床主轴材料和表面处理
机床主轴材料和表面处理1. 引言机床的主轴是机床的核心部件之一，其材料和表面处理对机床性能的影响非常重要。
本文将探讨机床主轴的材料选择和表面处理方法。
2. 主轴材料选择机床主轴的材料选择应考虑以下因素：2.1 强度和刚度机床主轴材料需要具有足够的强度和刚度，以承受高速旋转和工作负载带来的应力。
常用的主轴材料包括工具钢、合金钢和不锈钢等。
2.2 耐磨性机床主轴与工件接触时会产生摩擦和磨损，因此材料的耐磨性是一个重要的考虑因素。
硬质合金和特殊涂层等材料在提高主轴的耐磨性方面表现出色。
2.3 导热性机床主轴在高速运转时，会产生大量的热量。
材料的导热性能影响着热量的传导和分散，因此材料应具有良好的导热性能，以保持主轴的温度稳定。
高温合金是一种常用的导热性能较好的材料。
3. 主轴表面处理主轴表面处理主要是为了提高其表面质量和耐磨性，并减小与工件的摩擦。
常见的主轴表面处理方法包括以下几种：3.1 硬化主轴经过热处理或化学处理，使其表面形成一层硬化层。
硬化层可以提高主轴的硬度和耐磨性，从而延长主轴的使用寿命。
3.2 镀铬将主轴表面浸泡在铬盐溶液中，可以在主轴表面形成一层铬镀层。
铬镀层具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，可以有效地保护主轴表面。
3.3 涂层在主轴表面涂覆一层特殊涂层，如金属陶瓷涂层或陶瓷涂层等，可以提高主轴的耐磨性和摩擦性能。
4. 结论机床主轴的选择和表面处理对机床性能至关重要。
在选择材料时需要考虑强度、耐磨性和导热性等因素，而表面处理则可以通过硬化、镀铬或涂层等方法来提高主轴的表面质量和耐磨性。
正确的选择和处理可以提高机床主轴的使用寿命和工作效率。
以上是关于机床主轴材料和表面处理的简要介绍，希望对您有所帮助。
45钢车床主轴的热处理工艺设计
《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名高治峰学号********指导教师张美丽完成时间目录摘要 (1)1 引言 (2)2 设计分析2.1 车床的使用工况及性能要求析 (3)2.2 45号钢的成分及性能点 (3)2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4)2.2.2 45号钢的性能 (4)2.3 热处理技术条件 (5)2.3.1加工工艺路线 (5)3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火 (5)3.1.1锻坯正火的作用 (5)3.1.2 热处理工艺 (5)3.1.3 操作技巧 (5)3.2调质 (6)3.2.1 调质目的 (6)3.2.2 热处理工艺 (6)3.2.3 操作技巧 (6)3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 (6)3.3.2 热处理工艺 (6)3.3.3 操作技巧 (6)3.4 花键高频淬火 (6)3.4.1 淬火方式 (6)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 (7)3.4.4 操作技巧 (7)4 结语 (8)参考文献 (9)摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
而45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太合适，所以需要对45号钢进行适当的热处理。
在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS，提高主轴的硬度，使主轴能达到良好的工作性能。
在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。
车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。
40cr机床主轴热处理工艺流程
40cr机床主轴热处理工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!40Cr机床主轴热处理工艺流程引言40Cr机床主轴是机床的核心零部件之一，其质量和性能直接影响着整个机床的加工精度和稳定性。
轴类零件的材料与热处理
轴类零件的材料与热处理一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。
对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。
对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。
对高精度和高转速的轴，可选用38CrMoAl 钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。
附：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。
淬火能显著提高·钢的强度和硬度。
如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。
所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析⑴ 主轴毛坯的制造方法锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。
⑵ 主轴的材料和热处理45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。
①毛坯热处理采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。
②预备热处理粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能③最终热处理主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
加工阶段的划分①粗加工阶段用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件裂纹等缺陷。
②半精加工阶段为精加工作好准备③精加工阶段把各表面都加工到图样规定的要求。
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。
工序顺序的安排毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。
常用材料及零件热处理
常用材料及零件热处理
3.表面热处理方法特点和应用
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和朔性（即表面火），或同时表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表层硬度更高的处理方法。
6.钢的淬透性
不同的钢种，接受淬火的能力不同，淬透层深度愈大，表明该钢种的淬透性愈好。
淬透性大的钢，其力学性能沿截面分布均匀；而淬透性小的钢心部力学性能低。
但全部淬透的工件，通常表面残留拉应力，对工件承受疲劳不利，工件热处理中也易变形开裂。
未淬透工件表面可残留压应力，反而有一定好处。
淬透层深度是指由淬火表面马氏体---50％马氏体+50％珠光体层的深度。
碳钢的淬透性低。
在设计大尺寸零件时，用碳钢正火比用碳钢调质更经济，而效果相似。
直径较大并具有几个台阶的台阶轴，需经调质处理时，考虑到淬透性影响，应先粗车成形，然后调质。
如果以棒料先调质，再车外圆，由于直径大，表面淬透层浅，阶梯轴尺寸较小的部分调质后的组织在粗车时可能被车去，起不到调质作用。
7.几种典型零件热处理示例
机床齿轮等零件常用材料及热处理。
机床主轴的选材及热处理工艺
轴 用材 必须 同时 具有 良好 的车 削工 艺性 和磨 削 工 艺性 ．
２ Ｉ Ｉ 主 轴选 材 ．． 依据 主轴 的工作 环 境和 工作 要求 ， 通 机 床 主轴 材料 通常 选 用 下列 ３ 【 ： 普 类 ｌ Ｊ Ｉ 中碳 结构 钢 ： 用牌 号 ４ ，Ｏ ５ 结 构钢 ； ） 常 ５ ５ ，５ ２ 中碳 合金 钢 ： ） 常用牌 号 ４ Ｃ ，０ ｒ ０ ｒ５ Ｃ 合金 钢 ； ３锰 钢 ： ） 常用牌 号 ６ Ｍｎ合金 钢 ． ５ ２ １２ 典 型用 材 及热 处 理工 艺 ．． 普 通机 床 主轴 最 常用 的材料 是 ４ 结 构 钢或 ４ Ｃ 中碳 合 金 钢 【 ， 热 处理 工艺 一 般首 先 采 用 整 体 表 ５ ０ｒ ２ 其 ］ 面 淬火 或整 体 调质 后 主轴 头部 内外锥 、 主轴 颈及 花键 表 面淬 火 ， 后 进 行 低 温 回火 的 常规 热 处 理 工艺 【 ． 然 １ ］
绍
兴
文
理
学
院学ຫໍສະໝຸດ 报 Ｖｏ ． ２ Ｎｏ． １２ ２
Ｊ Ｒ ＯＵ ＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＸ ＮＧ Ｕ Ｉ Ｅ Ｓ ＴＹ ＨＡ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ
ｌ ｎ． ０ ２ ｕ ２０
机床主 轴的选材 及热 处理 工艺
王文奎
（ 兴 文理 学 院 绍
俞 学人
绍 兴 ３ ２０ ） １００
机 电系 ， 江 浙
．
・
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２ ２０ ３— ２
作 者 筒 介 ： 文 奎 （９ ３ ， ， 江 绍 兴 人 ， 师 ， 事 机 电技 术 研 究 王 １６ 一）男 浙 讲 从
维普资讯
第 ２期
王文奎
俞 学人 ： 机床 主轴 的选 材及 热处理工 艺
车床主轴加工工艺过程分析
车床主轴加工工艺过程分析【摘要】随着经济的快速发展，工业中的机械行业也在不断发展中，车床是机械行业中重要组成部分之一，车床也从以前的人工操作演化成为数控车床,但是在生产车床主轴上还存在一定问题,本文就从车床主轴加工工艺过程这方面进行分析。
【关键词】车床主轴;加工工艺过程一、前言在机械行业的发展中，车床起到了最为关键的作用，由于车床上的技术也在不断的进步，但是关于主轴的加工工业过程的所涉及的问题,促使技术人员在不断的努力完善。
二、主轴的材料和热处理45钢是普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较大,加工后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。
选择合适的材料并在整个加工过程中安排足够和合理的热处理工序,对于保证主轴的力学性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。
车床主轴的热处理主要包括以下几方面。
1、毛坯热处理。
车床主轴的毛坯热处理一般用正火,其目的是消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀,以利于切削加工。
2、预备热处理。
在粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,提高其综合力学性能,同时,细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。
3、最终热处理。
主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
精度要求高的主轴,在淬火回火后还要进行定性处理。
定性处理的目的是消除加工的内应力,提高主轴的尺寸稳定性,使它能长期保持精度。
定性处理是在精加工之后进行的,如低温人工时效或水冷处理。
热处理次数的多少决定于主轴的精度要求、经济性以及热处理效果。
车床主轴一般经过正火、调质和表面局部淬火3个热处理工序,无需进行定性处理。
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力。
为了保证加工质量，稳定加工精度，车床主轴加工基本上划分为下列三个阶段。
(1)粗加工阶段。
热处理对机床主轴用40Cr、65Mn钢力学性能的影响
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｙｉｂｉｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙｉｂｉｎ ６４４００３，ＣＨＮ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ０±４０Ｃｒ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ６５Ｍｎ ｓｔｅｅｌ ｔｈａｔ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｓｐｉｎｄｌｅ．ｔｈｅ ｉｎｆｌＨｅｎｃｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆｏｒ ４０ Ｃｒ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ６５Ｍｎ ｓｔｅｅｌ ｗａｓ ａｌｍｏｓｔ ｔｈｅ ｓａｌｎｅ．Ｔｅｎ－ ｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇ ｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｓｈｒ ｉｎｋａｇｅ ｒａｔｅ ｒａｉｓｅｄ，ｈａｒｄｎｅｓｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎ ｃｅ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，６５Ｍｎ ｓｔｅｅｌ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｔｈａｎ ４０ Ｃｒ ｓｔｅｅ１．Ｗ ｈｅｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｓｐｉｎｄｌｅ，ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｌｌ ｂｅ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ ｔｏ ｍｅｅｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｎｅｅｄｓ．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
220～250HB
1)调质后主轴有较高的强度和韧性
2)轴颈处得到需要的硬度
铣床，龙门铣床，车床等的主轴
轴颈部分表面淬硬
48～53HRC
1)与滑动轴承配合
2)承受中等载荷，转速较高[PV＜400N·m/(cm2·s)]
3)承受较高的交变和冲击载荷
4)精度要求较高
40Cr(42MnVB)
调质处理
220～250HB
淬硬
调质后局部淬硬
42～47HRC
或
52～57HRC
1)为保证有足够的强度，选用40Cr调质
2)轴颈和配件装拆处得到需要的硬度
3)若无冲击力，硬度要求取高值
齿轮铣床，组合车床等的主轴
1)与滚动轴承配合
2)承受中等，转速较高
3)精度要求较高
4)交变,冲击载荷较小
5)工作中受冲击载荷
40Cr(42MnVB)
机床主轴材料和热处理
工作条件
材料
热处理
硬度
原因
使用实例
1)与滚动轴承配合
2)轻载荷或中等载荷，转速低
3)精度要求不高
4)稍有冲击载荷，交变载荷可以忽略不计
45
调质处理
220～250HB
1)调质后，保证主轴具有一定强度
2)精度要求不高
一般机床主轴
1)与滚动轴承配合
2)轻载荷或中等载荷，转速略高
3)装配精度要求不太高
2)热处理畸变比20Cr小
转塔车床、齿轮磨床、精密丝杆车床、重型齿轮铣床等的主轴
渗碳后淬硬
表面硬度
56～63HRC
1)心部强度不高，受力易扭曲畸变
2)表面硬度高，适用于高速低载荷主轴
高精度精密车床，内圆磨床等的主轴
1)与动轴承配合
2)重载荷，高速运转
3)高的冲击力
4)很高的交变载荷
20CrMnTi
12CrNi3
渗碳后淬硬
表面硬度
56～63HRC
1)很高的表面硬度冲击韧性和心部强度
4)冲击和交变载荷可以忽略不计
45
调质后局部整体淬硬
42～47HRC
1)有足够的强度
2)轴颈及配件装拆处得到需要的硬度
3)简化热处理操作
4)不承受较大冲击载荷
龙门铣床，立式铣床
小型立式车床等的主轴
1)与滚动轴承配合
2)轻载荷或中等载荷，转速低[PV≤150N·m/(cm2·s)]
3)精度要求不很高
4)冲击,交变载荷不大
2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)]
3)要求轴颈有更高的耐磨性
4)精度要求较高
5)承受较高的交变，但冲击载荷较小
6)表面硬度和显微组织要求更高
GCr15
9Mn2V
调质
250～280HB
≥59HRC
1)获得高的表面硬度和良好的耐磨性能
2)超精磨性好，粗糙度易降低
较高精度的磨床主轴
3)要求轴颈有更高的耐磨性
4)精度要求较高
5)承受较高的交变，但冲击载荷较小
65Mn
调质
250～280HB
1)调质后有较高的强度
2)表面淬硬后提高耐疲劳性能
3)获得较高的硬度，提高耐磨性
4)表面马氏体易粗大，冲击值低
磨床砂轮主轴
轴颈部分表面淬硬
≥59HRC
装拆配件处表面淬硬
50～55HRC
1)与滑动轴承配合
45
正火
170～217HB
1)正火或调质后保证主轴具有一定的强度和韧性
2)轴颈处有滑动摩擦，需要有较高的硬度
C650、C660、C8480等大重型车床主轴
调质
220～250HB
轴颈部分表面淬硬
48～53HRC
1)与滚动轴承配合
2)承受中等，转速较高
3)精度要求较高
4)交变,冲击载荷较小
40Cr(42MnVB)
轴颈部分表面淬硬
装拆配件处表面淬硬
1)与滑动轴承配合
2)受重载荷，转速很高
3)精度要求极高，轴隙≤0.003mm
4)受很高的疲劳应力和冲击载荷
38CrMoAlA
正火或调质
250～280HB
1)有很高的心部强度
2)达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定
3)优良的耐疲劳性能
4)畸变量小
高精度磨床主轴，镗床主轴、坐标镗床等的主轴
渗氮
≥900HV
1)与滚动或滑动轴承配合，转速较低
2)受轻载荷或中等载荷
50Mn2
正火
192～241HB
对于大直径主轴，当热处理设备或技术有困难时，可用此材料
重型机床主轴
1)与滑动轴承配合
2)受中等载荷心部强度不高，但转速很高
3)精度要求不太高
4)不大的冲击压力和较高的疲劳应力
20Cr
20MnVB
20Mn2B
或
250～280HB
1)调质后主轴有较高的强度和韧性
2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬
3)配件装拆部分有一定硬度
车床主轴或磨床砂轮主轴(φ80mm以下)
轴颈部分表面淬火
52～57HRC
装拆配件处表面淬硬
48～53HRC
1)与滑动轴承配合
2)承受中等载荷，转速较[PV＜400N·m/(cm2·s)]提高
3)承受较高的交变和冲击载荷
4)精度要求更高
40Cr(42CrMn)
调质处理
表面硬度
56～61HRC
1)调质后主轴有较高的强度和韧性
2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬
3)配件装拆部分有一定硬度
磨床砂轮主轴
轴颈部分表面淬火
装拆配件处表面淬硬
1)与滑动轴承配合
2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)]