优化45钢热处理方法及应用

一、毛坯类型

毛坯是用来加工各种工件的坯料，主要有铸件、锻件、焊接件、冲压件及型材等。

1.铸件

对形状较复杂的毛坯，一般可以用铸造的方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件可采用特种铸造，如永久型铸造、精密型铸造、压力铸造等。

2.锻件

锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中，自由锻件的精度和生产率较低，主要用于单件小批量锻件的生产。模型锻件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中、小型锻件。

3.型材

型材主要有板材、棒材和线材等，常用截面形状有圆形、方形和特殊截面形状。其制造方法分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中、小型零件。

4.焊接件

焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料，重量轻。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。

由于轴类零件在传递力矩过程中要承受很强的冲击力和很大的交变载荷，因此要求其材料应有较高的强度、冲击韧性、疲劳强度和耐磨性，而且其轮廓形状不复杂，故采用锻件。

对于图2-1所示的变速手柄轴，由于其零件尺寸不大、加工余量小，而且零件属于中批量生产，故采用模锻。

二、毛坯余量的确定(www.xing528.com)

毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，其毛坯精度就越高，零件的机械加工劳动量越少，材料消耗也越少，可充分提高劳动生产率，降低成本。但是毛坯制造费用会提高。在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。

由于毛坯制造技术的限制，零件被加工表面的技术要求还不能从毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留一定的加工余量，通过机械加工达到零件的质量要求。

三、变速手柄轴的材料

如图2-1所示，变速手柄轴的毛坯为ϕ25mm×50mm棒料，材料为45钢。

1.45钢的化学成分

45钢中，碳的质量分数（w_C）为0.42%～0.5%，硅的质量分数（w_Si）为0.17%～0.37%，锰的质量分数（w_Mn）为0.5%～0.8%，铬的质量分数（w_Cr）≤0.25%。

2.45钢的热处理方法

45钢为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，模具中常用于制作模板、销和导柱等，但必须热处理。45钢常用的热处理方法有正火（850℃）、淬火（840℃）和回火（600℃）。

45钢在淬火后回火之前，如果硬度大于55HRC（最高可达62HRC）则为合格。实际应用的最高硬度为55HRC（高频淬火时，硬度为58HRC）。

45钢不宜采用渗碳淬火的热处理工艺。

45钢经调质处理后具有良好的综合力学性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质后表面淬火的热处理方法提高零件的表面硬度。