轴类零件的材料，毛坯及热处理

    1.轴类零件的材料

    一般轴类零件材料常用45钢，并根据不同的工作条件采用不同的热处理，以获得一定的强度、韧度和耐磨性。对于中等精度而转速较高的轴，可以选用40Cr等合金结构钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学性能。精度较高的轴，可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料，这类材料通过调质和表面淬火处理后，具有更高的耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi, 2OMn2B, 20Cr等低碳合金钢或38CrMoA1氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、心部强度和耐冲击韧度，但是热处理变形较大。而氮化钢经调质和表面氮化后，有很高的心部强度，优良的耐磨性和耐疲劳强度，热处理变形却很小。

    2.轴类零件的毛坯

    轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。只有某些大型的、结构复杂的轴，才采用铸件。由于毛坯经过加热锻造后，能使金属内部锻造流线沿表面均匀分布，从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。所以，除光轴、直径相差不大的台阶轴可使用热轧棒料和冷拉棒料外，一般比较重要的轴，大都采用锻件。

    根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻造和模锻两种。自由锻造设备简单，容易投产，但毛坯精度较低，因此加工余全大，而且不易锻造形状复杂的毛坯，所以多用于单件、小批量生产。模锻的毛坯制造精度高，加工余盘小，生产率也高，可以锻造形状较复杂的毛坯。轴类零件的材料经模锻后，锻造流线的分布更有利于提高零件的强度。但是模锻需要昂贵的设备，又要制造专用锻模，所以只适用于大批大量生产。

    3.轴类零件的热处理

    轴的质盆除与所选钢材种类有关外，还与毛坯形式及热处理有关。

    (1)正火或退火处 理轴的锻造毛坯在机械加工之前，均需进行正火或退火处理(碳质量分数大于0.7%的碳钢和合金钢)，以使钢材的晶粒细化(或球化)，改善切削加工性能。

    (2)调质处理 凡要求局部表面淬火提高耐磨性的轴，要在淬火前安排调质处理。当毛坯加工余盆较大时，调质放在粗车之后，半精车之前，以便使因粗车产生的残余应力能在调质时消除；当毛坯余量较小时，调质可安排在粗车之前进行。

    (3)表面淬火 表面淬火一般放在精加工之前，可保证淬火所引起的局部变形得到纠正。

    (4)时效处理 对于精度较高的轴，在局部淬火后或粗磨之后，为了控制尺寸稳定，需进行低温时效处理(在160℃油中进行长时间的低温时效)，消除磨削残余应力以及淬火残余应力和残余奥氏体(奥氏体在轴使用过程中，将逐步转变为马氏体，零件产生徽量变形)。

    由此可见，轴的精度越高，对其材料及热处理要求越高，热处理次数也愈多。普通轴要求则低一些。台阶轴选用45钢材料，由于直径较小，可选用热轧圆钢，只进行一次调质处理即可；而对于轧辊，一般都选用合金钢，大部分为锻造毛坯，在加工过程中，要进行调质、淬火、回火等多次热处理。