机床主轴材料和热处理
主轴的结构特点和技术要求
一．主轴的结构特点和技术要求轴类零件是机械加工中的典型零件之一。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，它的主要表面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。
机床主轴是一种典型的轴类零件，它是机床的关键零件之一，它把回旋运动和转矩通过主轴端部的家具传递给工件或刀具。
因此在工作中主轴要承受转矩和弯矩，而且还要求有很高的回转精度。
因此，主轴的制造质量将直接影响到整台机床的工作精度和使用寿命。
主轴零件图上规定了一系列技术要求，如尺寸精度、形状位置公差、表面粗糙、接触精度和热处理要求等。
这些都是为了保证主轴具有高的回转精度和刚度、良好的耐磨性和尺寸稳定性。
现以CA6140型卧室机床主轴为例，说明其主要技术要求。
1. 图1为CA6140车床主轴零件简图。
由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。
下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：⑴支承轴颈? 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为，径向跳动公差为；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为；支承轴颈尺寸精度为IT5。
因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。
⑵主轴工作表面的精度主轴的工作表面是指装夹道具或家具的定心表面，如莫氏锥孔、轴端外锥或法兰外圆等。
对那他们要求有：内外锥面的尺寸精度、几何形状精度和接触精度，定心表面对支承轴颈的同轴度，定位端面对颈轴线的垂直度等。
它们对机床工作精度的影响会造成家具或工件的装夹误差。
在主轴技术要求中还亏定了近主轴端部的径向园跳动和离端面部300mm处的径向圆跳动。
另外为了保证锥孔玉顶尖火道具锥柄接触配合良好，规定须用标准锥度塞规以涂色法检验接触面积，具体要求如表11-12所示。
（3）主轴次要轴颈和其它表面的精度主轴次要轴颈是指装配齿轮、轴套等零件的表面。
3金属切削机床
在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度，称之为 精度保持性。影响精度保持性的主要因素是磨损。磨损的影 响因素十分复杂，如结构设计、工艺、材料、热处理、润滑 、防护、使用条件等。
第二节 金属切削机床部件
一、传动系统
1.主传动系统
交流电动机驱动和直流电动机驱动。
分级变速传动和无级变速传动。
电主轴一般工作在两个转速 范围内。在基本转速范围内 (0至额定转速)，驱动电机运 行在恒转矩状态，并且功率 随转速呈线性增长。超过了 额定转速，则电机工作在调 磁区以恒功率运行，转矩随 转速增加而下降。
主要特点
③ 在电主轴轴承及润滑方面，高速电主轴轴承已 经普遍采用先进的油汽润滑技术；对于超高速 电主轴采用动、静压液(气)浮轴承 (瑞士IBAG 等)和磁浮轴承，保证主轴的高速使用性能。
2.运动精度
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零部 件的几何位置精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速 精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与 结构设计及制造等因素有关。
第一节 概述
3.传动精度
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协 调性和均匀性。影响传动精度的主要因素是传动系统的设 计，传动元件的制造和装配精度。
主要特点
① 在电主轴的低转速大转矩方面，低速段的输出 转矩可以达到300Nm以上，有的更是高达 600Nm(如德国的CYTEC)，满足加工中对低速 扭矩的要求；
主要特点
② 在高速方面，用于加工中心电主轴的转速已达 到75000r/min(意大利CAMFIOR)，其它用途的 电主轴，已经达到了260000r/min(日本SEIKO SEIKI)，满足高速加工需要，提高生产率。
工程材料与热加工习题参考答案
第1章习题参考答案自测题一、填空题1. 强度、刚度、硬度、塑性、韧性2. σe σs σb3. 屈服点规定残余伸长率为0.2%时的应力值塑性变形4. 断后伸长率断面收缩率断面收缩率5. 应力场强度因子断裂韧度断裂二、判断题1.（×）2.（×）3.（×）4.（×）习题与思考题1.①因为δ5=L1L0L5d0100%=1100%=25% L05d0δ10=L1L0L10d0100%=1100%=25% L010d0所以L1（5）=6.25d0同理L1（10）=12.5d0②长试样的塑性好。
设长试样为A,短试样为B,已知δ所以δ5B=δ10A，因为同一种材料，δ5〉δ10，5B=δ10A<δ5A,则δ5B<δ5A，即长试样的塑性好。
2.合格。
因为σs=FS21100268.79MP >225 MP aa S03.1425σb=Fb34500439.5 MP >372MPaa S03.1425L15d065500100%30%>27% 100%=505d0δ5=S0S15232ψ=100%64%>55% 所以，该15钢合格2S033.（1）洛氏硬度HRC；（2）洛氏硬度HRB；（3）洛氏硬度HRA；（4）布氏硬度HB；（5）维氏硬度HV。
第2章习题解答参考自测题一、填空题1. 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2. （1）A （2）F （3）Fe3C （4）P （5）Ld （6）Ld'3. F+P 大高低4. 过冷过冷度细好5. 固溶体金属化合物成分、组织、状态、温度6.二、判断题1.（×）2.（√）3.（×）习题与思考题1.根据晶体缺陷的几何形态特征，实际金属晶体中存在有点、线、面缺陷。
在这些缺陷处及其附近，晶格均处于畸变状态，使金属的强度、硬度有所提高。
2.(1）钢材加热到1000～1250℃时为单相奥氏体组织，奥氏体强度、硬度不高，塑性、韧性好，变形抗力小，适于热轧、锻造。
主轴组件
加工中心主轴组件分析报告一、主轴组件概述1.主轴组件定义加工中心主传动系统是由主轴电动机、主轴传动系统以及主轴组件组成，而主轴组件是加工中心的主传动部分的主要组成部分，在机床上，主轴主要作用是夹持工件或刀具旋转，提供足够的驱动功率或输出转矩，能在整个速度范围内提供切削所需功率和转矩，以满足机床强力切削时的要求，直接参加表面成形运动。
（应附图）主轴被比喻为“机床的心脏”，这是再恰当不过了，人们期望它输出更高的转速、更大的扭矩、更强劲的功率、更小的主轴跳动、更低的磨损率、更少的故障及更低的价格。
目前国内机床主轴的水平还未满足用户的要求。
2.国内外主轴现状比较在国外，主轴单元的设计大多是可以公开的，一些大轴承公司甚至公开出版书籍，教人们如何设计适合的主轴单元具体到使用什么轴承、轴承的精度等级、相应的配合公差、形位公差、主轴单元可以达到的精度、润滑方式、润滑油、密封方法、动平衡精度等,有的公司还会介绍如何装配，应在什么环境下装配等。
设计可以公开，但加工工艺就很少见诸文献。
大多数公司对工艺都严守秘密，好多出国考察的人士就反映主轴单元零件的精加工场所，甚至装配场所几乎都不允许参观。
因此很难叙述目前国外的工艺水平，只能从一些间接的现象来评估。
例如有时我们采用相同的设计、相同的材料、用同一轴承公司的型号、精度等级相同的轴承，而做不出相同精度或相同速度的主轴单元来。
对铣削加工中心，主轴跳动在1um已经是国内用户购买高精度机床的一个标淮，这对于国外的机床来说，也已经是一个非常普通的参数，甚至于价位很低的机床，反观我们国内的情况，还没有哪个厂家明确地在产品样本上标明主轴跳动为lum，而实际的情况更糟糕，机床的主轴指标往往是5um。
情况为什么会是这样呢?原因主要的还是主轴的结构设计、加工工艺、热处理工艺、装配工艺的问题。
这个也是以后开发主轴的技术难点。
此处至少应就主轴类技术指标、材料及热处理的差距列表，差距比较是表现技术水平高低的重要形式，必须有数据，国外在主轴方面的发展方向是什么，必须在文中有回答（并提供一些参考资料作为支持）二主轴组件的分类、功能、性能要求以下以铣加工中心作为例子介绍（1）主轴组件的分类：皮带式主轴、直结式主轴、内藏式主轴（电主轴）（应附图）三类主轴使用环境：皮带式主轴广泛用于小型机床上，并能满足机床对转矩特性的要求；直结式主轴虽然简化了主轴结构，有效地提高了主轴刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴精度影响大；内藏式主轴是集皮带式主轴和直结式主轴优点，具有高速度，高精度，以及良好的稳定性能等多项优点，广泛用于数控钻铣设备，精密雕刻、雕铣、木工机械、精密磨床及其他数控高速机械。
热处理专科毕业设计GCr15轴承钢球的热处理工艺及缺陷分析
GCr15轴承钢球的热处理工艺及缺陷分析摘要：本论文重点对GCr15轴承钢球热处理工艺的设计进行了讨论，同时对热处理后其可能存在的热处理工艺缺陷进行了分析。
钢球在不同热处理工艺下虽然都能达到其使用要求，但所需的成本却大不相同，因此在满足其使用要求的同时也应该注意生产成本。
热处理常常因操作、原材料等产生缺陷，但只要有正确的热处理工艺并严格按工艺进行加工热处理缺陷也是可以避免的，即使产生了缺陷也可以采取相应的措施及时修复缺陷。
关键词：GCr15 轴承钢球热处理设计热处理工艺热处理缺陷引言滚动轴承是机械工业十分重要的基础标准件之一;滚动轴承依靠元件间的滚动接触来承受载荷，与滑动轴承相比:滚动轴承具有摩擦阻力小、效率高、起动容易、安装与维护简便等优点。
缺点是耐冲击性能较差、高速重载时寿命低、噪声和振动较大。
图 1 轴承及钢球实物图滚动轴承的基本结构（图 1）：内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。
常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子。
轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn）制造，热处理后硬度应达到61～65HRC。
当滚动体是圆柱或滚针时，有时为了减小轴承的径向尺寸，可省去内圈、外圈或保持架，这时的轴颈或轴承座要起到内圈或外圈的作用。
为满足使用中的某些需要，有些轴承附加有特殊结构或元件，如外圈带止动环、附加防尘盖等。
滚动轴承钢球的工作条件极为复杂，承受着各类高的交变应力。
在每一瞬间，只有位于轴承水平面直径以下的那几个钢球在承受载荷，而且作用在这些钢球的载荷分布也不均匀。
力的变化由零增加到最大，再由最大减小到零，周而往复得增大和减小。
在运转过程中，钢球除受到外加载荷外，还受到由于离心力所引起的载荷，这个载荷随轴承转速的提高而增加。
滚动体与套圈及保持架之间还有相对滑动，产生相对摩擦。
滚动体和套圈的工作面还受到含有水分或杂质的润滑油的化学侵蚀。
在某些情况下，轴承零件还承受着高温低温和高腐蚀介质的影响。
常用材料及热处理名词解释
曲轴、摇杆、拉杆、键、销、螺栓、转轴齿轮、齿条、链轮、凸轮、轧辊、曲柄轴齿轮、轴、联轴器、衬套、活塞销、链轮活塞杆、齿轮、不重要的弹簧
齿轮、连杆、扁弹簧、轧辊、偏心轮、轮圈、轮缘
叶片、弹簧
1.数字表示钢中平均含碳量的万分数，例如45表示平均含碳量为0.45％
2.序号表示抗拉强度、硬度依次增加，延伸率依次降低
30Mn
40Mn
50Mn
60Mn
螺栓、杠杆、制动板
用于承受疲劳载荷零件：轴、曲轴、万向联轴器
用于高负荷下耐磨的热处理零件：齿轮、凸轮、摩擦片弹簧、发条
含锰量0.7％～1.2％的优质碳素钢
合金结构钢
铬钢
15Cr
20Cr
30Cr
40Cr
45Cr
渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器较重要的渗碳件
常用材料及热处理名词解释
附表18常用钢材（摘自GB/T 700、GB/T 699、GB/T 3077、GB/T 11352、GB/T 5676）
名称
钢号
主要用途
说明
碳素结构钢
Q215-A Q235-A Q235-B Q255-A Q275
受力不大的铆钉、螺钉、轮轴、凸轮、焊件、渗碳件螺栓、螺母、拉杆、钩、连杆、楔、轴、焊件
汽车、拖拉机上强度特高的渗碳齿轮
铸
钢
ZG230-450
ZG310-570
机座、箱体、支架
齿轮、飞轮、机架
ZG表示铸钢，数字表示
屈服点及抗拉强度（MPa）
附表19常用铸铁（摘自GB/T 9439、GB/T 1348、GB/T 9400）
机械工程材料第6章典型零件选材
表6.1
工作条件 ①与滚动轴承配合 ②轻、中载荷，转速低 ③精度要求不高 ④稍有冲击
表6.1 机床主轴工作条件、用材及热处理
材料 45 主要热处理 正火或调质 硬度 220~250 HBS 使用实例 一般简式机床
①与滚动轴承配合 ②轻、中载荷，转速略高 ③精度要求不太高 ①与滑动轴承配合 ②有冲击载荷 ①与滚动轴承配合 ②中等载荷，转速较高 ③精度要求较高 ④冲击与疲劳较小 ①与滑动轴承配合 ②中等载荷，转速较高 ③精度要求很高 ①与滑动轴承配合 ②中等载荷，心部强度不高，转 速高 ③精度要求不高 ④有一定冲击和疲劳 ①与滑动轴承配合 ②重载荷，转速高 ③有较大冲击和疲劳载荷
2、轴类零件选材及加工工艺路线确定步骤
1）看懂零件图 了解和分析零件的形状、大小与特征； 2）分析其工作条件、性能要求和热处理要求； 3）确定材料及热处理工艺 根据用途，选择合适的材料和强 化工艺； 4）确定零件的加工工艺路线 制造轴类零件常采用锻造、切 削加工、热处理（预先热处理及最终热处理）等工艺，其中 切削加工和热处理工艺是制造轴类零件必不可少的。台阶尺 寸变化不大的非重要轴，可选用与轴的尺寸相当的圆棒料直 接切削加工而成，然后进行热处理，不必经过锻造加工。
右图为“解放”牌载重汽车变速箱变速 齿轮。该齿轮将发动机动力传递到后轮， 并起倒车的作用，工作时承载、磨损及 冲击负荷均较大。要求齿轮表面有较高 的耐磨性和疲劳强度，心部有较高的强 度(σb > 1 000 MPa)及韧性(αk＞60 J／ cm2)。 选材及加工工艺路线有以下两种方式。
“解放”牌载重汽车变速箱变速齿轮选材及加工工艺路线
2）汽车半轴： 汽车半轴是一个传递扭矩的重要 部，工作时承受冲击、弯曲疲 劳和扭转应力的作用，要求材 料有足够的抗弯强度、疲劳强 度和较好的韧性。
齿轮硬度要求
、典型零部件选材及工艺分析金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料。
高分子材料的强度、刚度较低、易老化，一般不能用于制作承受载荷较大的机械零件。
但其减振性好，耐磨性较好，适于制作受力小、减振、耐磨、密封零件，如轻载齿轮、轮胎等。
陶瓷材料硬而脆，一般也不能用于制作重要的受力零部件。
但其具有高熔点、高硬度、耐蚀性好、红硬性高等特点，可用于制作高温下工作的零部件、耐磨耐蚀零部件及切削刀具等。
复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足，具有高比强度、高减振性、高抗疲劳能力、高耐磨性等优异性能，是一种很有发展前途的工程材料。
与以上三类工程材料相比，金属材料具有优良的使用性能和工艺性能，储藏量大，生产成本比较低、广泛用于制作各种重要的机械零件和工程构件，是机械工业中最主要、应用最广泛的一类工程结构材料。
下面介绍几种钢制零部件的选材及热处理工艺分析。
㈠齿轮类零件的选材齿轮是机械工业中应用广泛的重要零件之一，主要用于传递动力、调节速度或方向。
1、齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。
⑴齿轮的工作条件：①啮合齿表面承受较大的既有滚动又有滑动的强烈磨擦和接触疲劳压应力。
②传递动力时，轮齿类似于悬臂梁，轮齿根部承受较大的弯曲疲劳应力。
③换挡、启动、制动或啮合不均匀时，承受冲击载荷。
⑵ 齿轮的主要失效形式：①断齿：除因过载（主要是冲击载荷过大）产生断齿外，大多数情况下的断齿，是由于传递动力时，在齿根部产生的弯曲疲劳应力造成的。
②齿面磨损：由于齿面接触区的磨擦，使齿厚变小、齿隙加大。
③接触疲劳；在交变接触应力作用下，齿面产生微裂纹，遂渐剥落，形成麻点。
⑶对齿轮材料的性能要求：①高的弯曲疲劳强度；②高的耐磨性和接触疲劳强度；③轮齿心部要有足够的强度和韧性。
2、典型齿轮的选材⑴机床齿轮机床齿轮的选材是依其工作条件（园周速度、载荷性质与大小、精度要求等）而定的。
表机床齿13-3列出了轮的选材及热处理。
机床传动齿轮工作时受力不大，工作较平稳，没有强烈冲击，对强度和韧性的要求都不太高，一般用中碳钢（例如45钢）经正火或调质后，再经高频感应加热表面淬火强化，提高耐磨性，表面硬度可达52〜58HRC对于性能要求较高的齿轮，可选用中碳合金钢（例如40Cr等）。
材料及其热处理方式和性能影响
淬火+回火
获得一定的强度和韧性
表面热处理和化学热处理
一、表面淬火
表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺。
目的：为了获得高硬度的表面层和有利的残余应力分布，提高工件的硬度和耐磨性。
表面淬火加热的方法很多，如感应加热、火焰加热、电接触加热、激光加热等。
二、化学热处理
化学热处理是将金属和合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
B.屈服极限 : 材料产生屈服现象时的应力称为屈服极限或屈服強度,符号σS。
C.抗拉強度: 材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度 或強度极限，符号σb。
2.
金属材料在断裂前发生塑性变形的能力称为塑性。延伸率 (δ)和断面收缩率(ψ)是衡量金属材料塑性的指标。
3.
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为冲击韧性。
根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳，其中气体渗碳应用最广泛。
【气体渗碳工艺】
采用液体或气体碳氢化合物作为渗碳剂，如：煤油、甲苯或含碳的气体。
渗碳温度T=900~950℃。
保温时间—取决于要求的渗碳层深度，从几小时到十几小时不等。
零件表面含碳量Wc=0.8~1.1%
渗层深度：0.5~2mm
4.
回火是把淬火后的金属制件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置于空气或油中冷却的热处理工艺。
回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低金属材料的淬性，使它具有一定的韧性。
根据加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
（1）低温回火：回火温度为150～250℃。低温回火能消除一定的内应力，适当地降低钢的脆性，提高韧性，同时工件仍保持高硬度、高耐磨性，应用于各种量具和刃具。
机械工程材料及钢的热处理
常用金属材料
铸铁 碳素钢 合金钢 有色金属材料
常用金属材料
1、铸铁：铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合 金。
性能：具有良好的铸造性、耐磨性、吸振性及 切削加工性能，而且价格低廉，生产设备简单。 因此，它是应用最多的一种金属材料。
高速铣削给落地式铣镗床带来了结构 上的变 化，主 轴箱居 中的结 构较为 普遍， 其刚性 高，适 合高速 运行。 滑枕驱 动结构 采用线 性导轨 ，直线 电机驱 动，这 种结构 是高速 切削所 必需的 ，国外 厂家在 落地式 铣镗床 上都已 采用， 国内同 类产品 还不
多见，仅在中小规格机床上采用线性 导轨。 高速加 工还对 环境、 安全提 出了更 高的要 求，这 又产生 了宜人 化生产 的概念 ，各厂 家都非 常重视 机床高 速运行 状态下 ，对人 的安全 保护与 可操作 性，将 操作台 、立柱 实行全 封闭式 结构， 既安全 又美观 。
回火：将淬火后的工件加热到临界温度 以下，保温一定时间后在空气或水或油 中冷却。
目的：硬度、强度略有降低，但消除了 内应力和脆性。
调质：淬火＋高温回火，可以使钢材获 得良好的综合机械性能。
表面化学热处理
化学热处理是将钢件放在某种化学介质 中，通过加热、保温、冷却的方法使介 质中的某些元素渗入钢件表面，改变了 表面层的化学成分，从而使其表面具有 与内部不同的特殊性能。一般都是使表 面获得高硬度、高疲劳极限，以及耐磨、 防腐蚀性能。
钢的热处理可以改善钢的加工工艺性能、提高 钢的机械性能、增加寿命、耐磨性等。
热处理方法：
1、退火：将钢件加热到临界温度以上20－30
度，经保温一段时间后随热处理炉（或埋入石 灰石、沙中冷却）缓慢冷却至500度以下，然 后在空气中冷却。
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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
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 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) 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 40Cr(42MnVB) 调质 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
5)工作中受冲击载荷
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 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)] 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 2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)] 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
轴颈部分
表面淬硬
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 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 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)与滑动轴承配合
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 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