行家須知軸加工各材料的工藝性能

軸

軸加工所需材料品種眾多，選擇時通常依據對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，和為完成這些要求而採納的熱處理方法，同時斟酌製作工藝加以選用，力圖經濟合理。

軸加工一般用的材料是精良碳素鋼35、45、50，最常用的是45和40Cr鋼。對於受載較小或不太重要的鋼，也選用Q235或Q275等普通碳素鋼。對於受力較大，軸的尺寸和重量受到限制，和有某些特殊要求的軸，可選用合金鋼，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi等。軸加工的材料通常是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件，有的則間接用圓鋼。

軸

由於碳鋼比合金鋼價格低，對應力集中的敏感性較低，同時也能夠用熱處理或化學熱處理的方法提升其耐磨性和抗疲勞強度，故採納碳鋼製作尤其普遍，此中最常用的是45號鋼。

在一般工作溫度下，合金鋼的彈性模量與碳素鋼相近，合金鋼比碳鋼具備更高的力學性能和更好的淬火性能。所以只為了提升軸的剛度而選用合金鋼是不合適的。因此，在傳遞大動力，並要求減小尺寸與質量，進步軸頸的耐磨性，和處於高溫或高溫條件下工作的軸，通常選用合金鋼。

必需指出：在一般工作溫度下（低於200℃），各類碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，是以在選擇鋼的品種和決定鋼的熱處理方法時，所依據的是強度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉剛度。但也需要注意，在既定前提下，有時也能夠選擇強度較低的鋼材，而用恰當增大軸的截面面積的方法來提升軸的剛度。

各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）和外表面強化處理（如噴丸、滾壓等），對提升軸的抗疲勞強度都有著明顯的效果。

軸

球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，由於鑄造性能好，容易鑄成複雜的形狀，且具備價格低廉，良好的吸振性和耐磨性，和對應力集中的敏感性較低等長處，支點位移的影響小，可用於製作形狀複雜的軸。

特別是我國研製勝利的稀土-鎂球墨鑄鐵，打擊韌性好，同時具備減摩、吸振和對應力集中敏感性小等優勢，已用於製造汽車、拖拉機、機床上的主要軸類零件，如曲軸等。

依據工作條件要求，軸都要全體熱處理，一般通常是調質，對不重要的軸採取正火處理。對要求高或要求耐磨的軸或軸段要進行處理，和外表面強化處理(如噴丸、輻壓等)和化學處理(如滲碳、滲氮、氮化等)，以提升其強度（特別疲勞強度）和耐磨、耐腐蝕等性能。

軸通常由軋制圓鋼或鍛件經切削加工製作。軸的直徑較小時，可用圓鋼棒製作；對於重要的，大直徑或階梯直徑變化較大的軸，多採取鍛件。選擇加工各類高品質軸類工件認準鈦浩機械，為節約金屬和提升其工藝性，直徑大的軸還可以製成空心的，並且帶有焊接的或許鍛造的凸緣。對於形狀複雜的軸（如凸輪軸、曲軸）可採納鑄造。

軸

1、軸毛坯的選擇

對於自鎖螺母光軸或軸段直徑變化不大的軸、不太重要的軸，可選用軋材圓棒做軸的毛坯，有條件的可直接用冷拔圓鋼；對於重要的軸受載、受載較大的軸、直徑變化較大的階梯軸，通常採取鍛柸；對於形狀複雜的軸可採用鑄造毛坯。

2、依據使用條件選用軸的材質

多數軸即承受轉矩又承受彎矩，多處於變應力條件下工作，因此軸的材料應具備較好的強度和韌性，用於滑動軸承時，還要具備較好的耐磨性。此中精良碳素結構鋼應用廣泛，45鋼最為常用，它調質後具備精良的綜合力學機能。不太主要的軸也可用Q235、Q275等普通碳素結構鋼。高速、重載的軸、受力較大而要求尺寸小的軸和有特殊要求的軸，通常選用合金結構鋼，如鉻鋼，鉻鎳鋼、硅錳鋼等。合金鋼對應力集中敏感性小，在機械行業應用日益增多。

3、熱處理和外表面處理工藝提升材料的力學性能

冷作硬化是一種機械錶面處理工藝，也能夠用來改善軸的表面質量，提升疲勞強度，其方法有噴丸和滾壓等。噴丸外表面發生薄層塑性變形，並大大低落外表面粗糙度，硬化表層，也能消除微裂紋，使外表面產生殘餘緊縮應力。

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