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轴的常用材料及其机械性能

发布时间 : 2023-06-13  浏览次数 :

轴的材料种类很多,选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求,以及为实现这些要

求而采用的热处理方式,同时考虑制造工艺问题加以选用,力求经济合理。

轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50,最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不

太重要的钢,也常用Q235或Q275等普通碳素钢。对于受力较大,轴的尺寸和重量受到限制,以及有某些特殊要求的轴,可采用合金钢,常用的有40Cr、40MnB、40CrNi等。

球墨铸铁和一些高强度铸铁,由于铸造性能好,容易铸成复杂形状,且减振性能好,应

力集中敏感性低,支点位移的影响小,故常用于制造外形复杂的轴。

特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁,冲击韧性好,同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点,已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件,如曲轴等。

根据工作条件要求,轴都要整体热处理,一般是调质,对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理,以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等),以提高其强度(尤其疲劳强度)和耐磨、耐腐蚀等性能。

在一般工作温度下,合金钢的弹性模量与碳素钢相近,所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。

轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时,可用圆钢棒制造;对于重

要的,大直径或阶梯直径变化较大的轴,多采用锻件。为节约金属和提高工艺性,直径大的轴还可以制成空心的,并且带有焊接的或者锻造的凸缘。

对于形状复杂的轴(如凸轮轴、曲轴)可采用铸造。