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随着机械加工行业的飞速发展高精度滚珠丝杠逐渐代替了传统丝杠，其具有传动灵敏、进给平稳、低速无爬行、使用寿命长、传动效率高等优点，广泛应用于数控机床和精密仪器。滚珠丝杠在实际应用中表面承受较大的压应力和扭矩，因此要求滚珠丝杠表面具有较高的硬度和耐磨性，而芯部具有较好的韧性。通过表面感应淬火可以实现滚珠丝杠表面具有较高的硬度，而芯部具有良好的强韧性。本文在国家工信部重大专项（滚珠丝杠的材料、热处理精确控制技术及工艺规范，2011ZX04014-031）的支持下，系统研究滚珠丝杠感应淬火处理工艺，检测其微观组织、显微硬度、物相成分和断口形貌，对淬硬层在不同磨损载荷下进行线性干滑动摩擦磨损实验，观察和分析摩擦系数、磨损形貌和磨损失重，探究了滚珠丝杠不同材质、不同淬火功率和不同载荷下的磨损机制和耐磨性，期望为滚珠丝杠的精确感应淬火和实际工况下的使用提供理论和技术支持。 本文对GCr15、50CrMo4和55CrMo进行表面感应淬火，分别采用双匝感应线圈、四匝感应线圈。研究结果表明： 1.感应淬火功率的改变影响表层微观组织、碳化物分布、显微硬度和残余奥氏体含量。随着淬火功率的升高，淬硬层显微硬度值降低，淬硬深度增加，残余奥氏体含量增加。研究发现经感应淬火处理后50CrMo4和55CrMo淬硬层冲击断口为明显的冰糖状，在晶角处存在少量的韧窝状组织，有利于提高淬硬层的磨损性能。 2.选用磨损载荷50N、100N、150N和200N对GCr15、50CrMo4淬硬层和55CrMo基体及淬硬层进行线性干滑动摩擦磨损实验，研究了不同材料摩擦系数随磨损载荷的变化趋势，观察了磨损形貌和磨屑形貌，并测试了磨损前后材料的磨损失重。发现淬硬层摩擦系数随磨损载荷的增加而降低，55CrMo基体摩擦系数随磨损载荷的增加而增加。 ⒊ GCr15淬硬层在低载荷50N和100N下主要发生磨粒磨损，在高载荷150N和200N下，磨损表面出现较多裂纹和磨损凹坑，磨损机制主要为剥层磨损。50CrMo4随磨损载荷的增加磨损机制由低载荷下的磨粒磨损变为高载荷下的磨粒磨损和剥层磨损。55CrMo基体磨损表面存在磨损凹坑和近鱼鳞状的磨损痕迹，磨损机制由低载荷的磨粒磨损和轻微粘着磨损变为高载荷下的磨粒磨损和粘着磨损；感应淬火处理使得55CrMo耐磨性提高4-5倍，当感应淬火功率为118kW时55CrMo淬硬层磨损表面光滑，耐磨性较好。 ⒋对比55CrMo和 GCr15磨损性能发现在高载荷下55CrMo淬硬层耐磨性优于GCr15淬硬层耐磨性。GCr15淬硬层存在袋装组织和碳化物液析现象，导致滚珠丝杠在高的磨损载荷下磨损表面极易产生微裂纹，磨屑以大尺寸片状形式剥落，引起严重的剥层磨损。