热处理是调节 45 钢主轴锻件力学性能的核心手段，相同 45 钢原料，搭配不同热处理工艺，成品硬度、强度、韧性会呈现明显区别，工艺选择必须贴合主轴的实际服役工况。45 钢属于亚共析中碳钢，淬透性有限，截面尺寸偏大时，芯部冷却速度不足，很难达到表层同等淬火硬度，这个材质特性是工艺设计时需要重点考量的因素，大直径 45 钢主轴锻件，不要对芯部硬度提出过高要求，优先依靠调质获取均衡的综合性能，而不是追求高硬度。

正火工艺操作相对简便，将锻件加热至 Ac3 线上方，保温之后在空气中冷却。经过正火的 45 钢主轴锻件，晶粒得到细化，锻造应力得到释放，硬度维持在 HB170 到 220 区间，切削加工性能良好，适合后续需要大量车削、钻孔、键槽加工的毛坯。正火状态主轴适合载荷平稳、对强度要求不高的传动场景，部分企业选用正火毛坯粗加工之后，再针对轴颈位置做局部表面淬火，兼顾加工便利性与局部耐磨需求。正火的缺点在于综合强度低于调质件，不适合长期承受交变扭转、弯曲载荷的主轴。

调质处理是 45 钢主轴锻件使用频次最高的热处理方案，工序分为淬火与高温回火。淬火阶段加热至 820℃至 860℃，充分保温之后入水冷却，快速冷却得到马氏体组织，马氏体硬度高但是脆性大，残余应力很高，不能直接投入使用，必须配套高温回火。回火温度选择在 500℃至 560℃区间，保温之后空冷，马氏体分解转化为回火索氏体，内应力大幅释放，强度、塑性、韧性实现平衡，调质状态下的 45 钢主轴锻件，能够应对中等交变载荷，是减速机主轴、普通机床主轴、水泵主轴的主流交货状态。回火温度的小幅调整，可以微调硬度区间，采购方可以根据图纸技术要求约定硬度范围。

表面感应淬火属于局部强化工艺，针对 45 钢主轴锻件的轴颈、配合段、摩擦工作面，在调质基础上实施中频淬火，表层快速升温淬火，形成高硬度硬化层，提升耐磨能力，而主轴芯部依旧保留调质后的良好韧性，承受冲击时不易整体断裂。感应淬火需要控制硬化层深度，硬化层过浅耐磨周期不足，硬化层过深容易出现淬裂、表层剥落，工艺参数需要结合轴径、转速、摩擦负荷来设定。

热处理过程中的变形管控是 45 钢长主轴锻件的难点，细长主轴淬火冷却时容易发生弯曲。山西永鑫生重工在处理长规格 45 钢主轴锻件时，采用垂直吊挂装炉、吊挂淬火的方式，降低自重带来的弯曲变形，热处理之后安排校正工序，校正之后再次去应力回火，消除校正引入的新应力，避免后续加工回弹。热处理完成之后，逐件开展硬度抽检，按批次截取试样完成拉伸、冲击试验，出具对应的理化检测报告。