主轴材料选择与热处理

1、主轴材料与热处理1. 根据强度，耐磨性，载荷特点和热处理后变形大小选择。2. 尺寸一定，主轴的刚度取决于材料的弹性模量E。3. 各种钢材的E值基本相同，且与热处理无关E=3.1X10 7N/cm²。4. 常用的如45钢或60钢：价格便宜。5. 一般机床主轴：常用45钢，调质到220250HBS,主轴端部锥孔，定心轴颈或定心圆锥面等部位局部淬硬质HRC5055。6. 支承用滚动轴承，轴颈可不淬硬，但是不少主轴为了防止敲碰损伤轴颈的配合表面，轴颈处仍然进行淬硬。7. 若用承用滑动轴承，则轴颈处需高频淬硬，保证耐磨性。8. 若为重负荷，为提高抗疲劳性能，可选用40Cr或50Mn2。9. 对

2、受冲击载荷较大的主轴或轴颈处需要更高的硬度时，可选用20Cr经行渗碳淬火处理至HRC56-62。10. 精密机床的主轴，要求在长期使用中因内应力引起的变形要小，故应选用在热处理后残余应力小的材料，如40Cr或45MnB钢。11. 支承载滑动轴承上的高精度磨床的砂轮主轴，镗床和坐标镗床主轴，要求有很高的耐磨性，可选用38CrMoAlA钢，进行氮化处理，使表面硬度达到HV11001200（相当于HRC6972）。12.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

3、调质处理220250HB 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 4247HRC1)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%26le;150N%26middot;m/(cm2%26middot;s)3)精度要求不很高4)冲击,交变载荷不大45正火170217HB 1)正火或调质后保证主轴具有一定的强度和韧性2)

4、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 220250HB 轴颈部分 表面淬硬 4853HRC 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4247HRC或5257HRC 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)调质220250HB1)调质后主轴有较高的强度和韧

5、性2)轴颈处得到需要的硬度铣床，龙门铣床，车床等的主轴颈部分 表面淬硬4853HRC1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷，转速较高PV400N%26middot;m/(cm2%26middot;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220250HB或250280HB1)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(%26phi;80mm以下) 轴颈部分表面淬火 5257HRC 装拆配件处表面淬硬 4853HRC 1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷，转速较PV400N%26middot;m

6、/(cm2%26middot;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5661HRC 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PV400N%26middot;m/(cm2%26middot;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 250280HB 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

7、马氏体易粗大，冲击值低 磨床砂轮主轴 轴颈部分 表面淬硬 %26ge;59HRC 装拆配件处表面淬硬 5055HRC 1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷或重载荷PV400N%26middot;m/(cm2%26middot;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 GCr159Mn2V 调质 250280HB%26ge;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 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%26l

8、e;0.003mm4)受很高的疲劳应力和冲击载荷 38CrMoAlA 正火或调质 250280HB 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 %26ge;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 192241HB 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 20Cr20MnVB20Mn2B 渗碳后淬硬 表面硬度5663HRC 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