机床主轴材料和热处理

高精度磨床主轴，镗 床主轴、坐标镗床等 的主轴 重型机床主轴
渗碳后淬硬
高精度精密车床，内 圆磨床等的主轴
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
工作条件 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 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 1)与滚动轴承配合 2)轻载荷或中等载荷，转速低[PV≤ 2 150N·m/(cm ·s)] 3)精度要求不很高 4)冲击,交变载荷不大 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 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 1)与滑动轴承配合 2)承受中等载荷，转速较高[PV＜400N 2 ·m/(cm ·s)] 3)承受较高的交变和冲击载荷 4)精度要求较高 1)与滑动轴承配合
40Cr(42MnVB)
调质
轴颈部分 表 面淬硬
220～250HB
铣床，龙门铣床，车 床等的主轴
48～53HRC 220～250HB 1)调质后主轴有较高的强度和韧性 或 2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬 车床主轴或磨床砂轮 主轴(φ 80mm以下)
调质处理 40Cr(42MnVB) 轴颈部分表 面淬火 装拆配件处 表面淬硬 调质处理 40Cr(42CrMn)
龙门铣床，立式铣床 小型立式车床等的主 轴 C650、C660、C8480等 大重型车床主轴
40Cr(42MnVB)
220～250HB 2)轴颈处有滑动摩擦，需要有较高的硬度 48～53HRC 42～47HRC 1)为保证有足够的强度，选用40Cr调质 或 2)轴颈和配件装拆处得到需要的硬度 齿轮铣床，组合车床 等的主轴 52～57HRC 3)若无冲击力，硬度要求取高值 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
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材 料
机床主轴材料和热处理 热处理 硬 度 原 因 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
使用实例 一般机床主轴
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调质后局部 整体淬硬
正火 调质 轴颈部分 表面淬硬 淬硬 调质后局部 淬硬
1)有足够的强度 2)轴颈及配件装拆处得到需要的硬度 42～47HRC 3)简化热处理操作 4)不承受较大冲击载荷 1)正火或调质后保证主轴具有一定的强度 和韧性 170～217HB
GCr15 9Mn2V
38CrMoAlA
轴颈部分 表面淬硬 装拆配件处 表面淬硬 正火或调质 渗氮
50Mn2 20Cr 20MnVB 20Mn2B 20CrMnTi 12CrNi3
正火
1)有很高的心部强度 250～280HB 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 ≥900HV 4)畸变量小 对于大直径主轴，当热处理设备或技术有 192～241HB 困难时，可用此材料 表面硬度 1)心部强度不高，受力易扭曲畸变 56～63HRC 2)表面硬度高，适用于高速低载荷主轴
250～280HB 3)配件装拆部分有一定硬度 52～57HRC 48～53HRC 表面硬度 1)调质后主轴有较高的强度和韧性
磨床砂轮主轴
2)承受中等载荷，转速较[PV＜400N· 2 m/(cm ·s)]提高 3)承受较高的交变和冲击载荷 4)精度要求更高 1)与滑动轴承配合 2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N· 2 m/(cm ·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 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 6)表面硬度和显微组织要求更高 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 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 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 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
调质处理 40Cr(42CrMn) 轴颈部分表 面淬火 装拆配件处 表面淬硬 调质 轴颈部分 表面淬硬 装拆配件处 表面淬硬 调质
56～61HRC
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 1)调质后有较高的强度
磨床砂轮主轴
65Mn
250～280HB 2)表面淬硬后提高耐疲劳性能 ≥59HRC 50～55HRC 250～280HB 1)获得高的表面硬度和良好的耐磨性能 ≥59HRC 2)超精磨性好，粗糙度易降低 较高精度的磨床主轴 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