中碳钢凸轮轴热处理工艺设计(4)
材料 工艺流程 淬硬层深度/mm 硬度/HRC
20Cr 渗碳、局部
感应淬火、
回火 凸轮 1.7～2.2 61～65
轴承档 1.7～2.2 58～62
偏心轮 1.7～2.2 53～57
45 局部感应
淬火、
回火 凸轮 1.7～3.2 54～58
轴承档 1.7～3.0 53～57
偏心轮 1.7～3.5 50～54
50Mn 局部感应
淬火、
回火 轴承档 2.0～4.0 58～62
凸轮基圆 2.0～4.0 ≥55
凸轮桃尖 2.0～6.0 58～62
偏心轮 2.0～4.0 ≥46
可淬硬
合金铸铁
（1E753B） 感应淬火、
回火 凸轮 2.5～5.3 59～63
轴承档 2.0～4.7 58～62
偏心轮 2.0～4.0 52～56
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质或正火后，可以得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬到HRC42～46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面淬火（高频淬火或者直接淬火），这样就能得到需要的表面硬度。
在当今的汽油机中, 由特种铸铁、球墨冷硬铸铁或者可锻铸铁通过冷硬铸造法生产的凸轮轴十分常见, 将塑料制成的凸轮轴模型置于砂子中, 就可以浇铸凸轮轴毛坯了。在此过程中利用冷铁有目的地对铸件进行局部冷却, 促使其迅速的凝固。
锻钢凸轮轴其凸轮表面可承受的赫兹挤压应力起着决定性的作用。
还有一种组合式凸轮轴，在组合式凸轮轴中, 根据所选择的连接技术,可以采用钢管, 也可以采用其它材料。
50Mn强度、弹性和硬度均较高，多在淬火与回火后使用，焊接性能差。50Mn圆钢用于制造耐磨性要求很高，在高负荷作用下的热处理零件，如齿轮、齿轮轴和截面在80mm以下的心轴等。性能与50号相近，但其淬透性较高，热处理后强度.硬度.弹性均稍高于50号钢。焊接性差，具有过热敏感性和回火脆性倾向。 用作承受应力零件、高耐磨零件、高应力的零件，如直径小于80毫米的心轴。高频淬火后还可以制造火车轴、蜗杆、连杆及汽车曲轴，如齿轮、齿轮轴、摩擦盘、心轴、平板弹簧等。
1.2 50Mn钢
1.2.1 50Mn的成分
50Mn钢材料标准要求的化学成分如表1.2 50Mn钢合金元素所示。
表1.2 50Mn钢合金元素
合金元素% C Si Mn Ni Cr Cu P S
Si：能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但含量超过3%时将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比以及疲劳强度和疲劳比等。能降低钢的密度、热导率和电导率，是常用的脱氧剂，有固溶强化的作用，能够提高电阻率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性、抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐磨性。含量较高时，降低焊接性，且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化。