一、兩種卡簧的基本定義與標準定位

GB894.1軸卡簧與GB893.1孔卡簧是機械緊固件領域中兩種不同類型的彈性擋圈，分別遵循不同的國家標準規范。GB894.1軸卡簧，全稱為"軸用彈性擋圈"，其最新標準為GB/T 894.1-2017，由全國緊固件標準化技術委員會歸口管理，中國機械工業聯合會主管。該標準于2017年7月12日發布，2018年2月1日實施，替代了之前的GB/T 894.1-1986和GB/T 894.2-1986版本。

GB893.1孔卡簧，全稱為"孔用彈性擋圈A型"，其標準為GB/T 893.1-1986，同樣由全國緊固件標準化技術委員會歸口管理。該標準于1986年7月2日發布，1987年6月1日實施，后于2017年被GB/T 893-2017合并替代。這兩種卡簧雖然都屬于彈性擋圈類別，但在結構設計、安裝位置和應用功能上存在本質區別。

軸卡簧主要用于安裝在軸槽上，防止軸上零件的軸向位移；而孔卡簧則安裝在孔槽內，用于固定孔內零部件的軸向位置。這兩種卡簧在機械系統中扮演著不同的角色，正確選型對確保機械裝配的可靠性和安全性至關重要。

二、結構特征與安裝方式對比

結構特征差異

軸卡簧與孔卡簧在結構設計上存在明顯差異，這些差異直接決定了它們的安裝方式和應用場景。軸卡簧的內徑設計略小于裝配軸徑，其結構特點是需要通過擴張才能安裝到軸槽中。根據GB/T 894.1-2017標準，軸卡簧適用于軸徑d1=3mm~300mm的標準型（A型）和d1=15mm~100mm的重型（B型）。軸卡簧的厚度公差、安裝工具規格及承載能力等參數都有明確規定，其材料主要為65Mn彈簧鋼，經淬火回火后硬度達HRC44-51。

孔卡簧則相反，其外徑設計略大于裝配孔徑，需要通過壓縮才能安裝到孔槽中。根據GB/T 893.1-1986標準，孔卡簧適用于孔徑d0=8~200mm的A型孔用彈性擋圈。孔卡簧的厚度尺寸公差采用GB/T 893-2017規定的60Si2MnA彈簧鋼制造，安裝鉗用孔直徑最小極限尺寸為φ5mm。

安裝方式對比

兩種卡簧的安裝方式截然不同，這直接影響了它們的應用場景和操作要求。軸卡簧安裝時需使用專用的軸用卡簧鉗（外卡鉗），將鉗嘴插入擋圈的鉗孔中，擴張擋圈后放入預先加工好的軸槽上。軸用卡簧鉗在靜態放置時鉗頭是閉合狀態，手柄用力時，鉗頭張開，以達到撐開卡簧的目的。

孔卡簧安裝時則需使用孔用卡簧鉗（內卡鉗），將鉗嘴插入擋圈的鉗孔中，夾緊擋圈后放入預先加工好的圓孔內槽。孔用卡簧鉗在靜態放置時鉗頭是張開狀態，手柄用力時，鉗頭內縮，以達到縮緊卡簧的目的。

結構參數對比

下表詳細對比了軸卡簧與孔卡簧的關鍵結構參數：

功能定位差異

軸卡簧主要用于固定軸上零部件的軸向位置，防止零件在軸上發生軸向竄動。它適用于無軸向載荷或極小載荷的場景，廣泛應用于航空、汽車制造、機械設備等領域。軸卡簧通過卡入軸槽固定零部件軸向位置，其內徑略小于裝配軸徑，需借助卡簧鉗擴張后安裝至軸槽。

孔卡簧則主要用于固定孔內零部件的軸向位置，防止零件在孔內發生軸向位移。它廣泛應用于造船、汽車制造、機械設備、醫療、化工機械、鐵路、電站、建筑工程、機電設備安裝、儀器儀表、機箱機柜、家具、電子、電器等行業。孔卡簧安裝于圓孔內，用作固定零部件的軸向運動，外徑比裝配圓孔直徑稍大，安裝時須用卡簧鉗夾緊后放入預先加工好的圓孔內槽。

三、材料選擇與表面處理工藝

材料特性與要求

軸卡簧與孔卡簧在材料選擇上有共性也有差異。兩種卡簧主要采用彈簧鋼材料，其中軸卡簧以65Mn彈簧鋼為主，而孔卡簧則多采用60Si2MnA彈簧鋼。這兩種材料都具有較高的強度、硬度、彈性和淬透性，能夠滿足卡簧在機械系統中的使用要求。

65Mn彈簧鋼的臨界淬透直徑在水中一般為30~50mm，油中一般為16-32mm。熱處理時有過熱敏感性和回火脆性傾向，水淬時易開裂，一般采用油淬，截面尺寸＞80的宜水淬油冷。退火后切削性尚好，但冷變形塑性低，焊接性能差。一般經淬火、中溫回火后使用，硬度可達到HRC44-51。

60Si2MnA彈簧鋼同樣具有良好的彈性和強度，適用于制造高負荷的彈簧零件。其化學成分包括碳0.56-0.64%、硅1.60-2.00%、錳0.60-0.90%、磷≤0.035%、硫≤0.035%、鎳≤0.35%、鉻≤0.35%、銅≤0.25%。這種材料通過適當的熱處理可以獲得所需的機械性能。

熱處理工藝

兩種卡簧都需要經過嚴格的熱處理工藝以達到所需的性能要求。熱處理過程主要包括淬火和回火兩個階段。淬火溫度和保溫時間需精準控制，如304不銹鋼固溶處理溫度1050-1100℃，確保晶粒均勻，提升抗腐蝕能力；回火處理可消除內應力，降低應力腐蝕開裂（SCC）風險。

對于軸卡簧，根據GB/T 894.1-2017標準，軸徑≤48mm時硬度為HRC47-54，軸徑＞48mm時硬度為HRC44-51。孔卡簧的硬度要求為HRC:44-51、HY:435-530。這些硬度要求確保了卡簧在使用過程中具有足夠的彈性和耐磨性。

表面處理工藝

表面處理是提升卡簧抗銹能力和使用壽命的關鍵環節。軸卡簧和孔卡簧的表面處理方式基本相同，主要包括氧化發黑、磷化、鍍鋅鈍化等工藝。

氧化處理是將卡簧放入含有濃堿的溶液中加熱處理，使卡簧表面獲得一層致密的氧化膜，氧化膜具有耐腐蝕性。傳統的氧化過程需要加熱，近年來國內一些生產單位也采用了常溫發黑劑，克服了傳統發黑工藝的缺點，節約了大量能源。

磷化處理是通過化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜，這個轉化膜的主要作用是提供基體金屬的防腐保護和作為后續涂裝的底層。磷化處理后的卡簧具有良好的耐腐蝕性和與涂層的結合力。

鍍鋅鈍化處理則是在卡簧表面鍍上一層鋅層，然后進行鈍化處理，以提高其耐腐蝕性。根據不同的使用環境要求，可以選擇不同類型的鍍鋅層，如白鋅、黃鋅、彩鋅等，它們的耐鹽霧試驗時間各不相同。

表面處理性能對比

下表對比了不同表面處理工藝的性能特點：

四、典型應用場景與選型建議

軸卡簧的典型應用

軸卡簧在機械制造中有著廣泛的應用，特別是在需要固定軸上零部件軸向位置的場合。根據GB/T 894.1-2017標準，軸卡簧主要應用于以下場景：

在軸承系統中，軸卡簧主要用于精準定位軸承軸向位置。在軸或軸承座的裝配中，軸卡簧可卡在軸的環形槽內，直接抵靠軸承內圈端面，限制軸承沿軸向竄動，確保軸承在工作中始終處于設計位置，避免因軸向位移導致的傳動偏差。這種應用方式尤其適配空間緊湊、無需復雜定位結構的場景，如小型電機、齒輪箱等。

在汽車制造領域，軸卡簧用于固定發動機中的軸承、齒輪等關鍵部件。例如，在發動機的變速箱中，軸卡簧用于固定齒輪組，防止齒輪在換擋過程中發生軸向位移，從而保證換擋的順暢和準確。在汽車輪轂軸承單元中，軸卡簧確保輪轂穩定旋轉，提升行車安全。

在航空航天領域，軸卡簧用于固定發動機葉片，確保在高溫、高壓、高速的極端環境下穩定運行。航空航天領域對零件的精確度要求極高，軸卡簧的可靠固定性能對于飛行安全至關重要。

在工業自動化領域，軸卡簧用于固定機器人關節中的軸承和齒輪，確保高精度操作。工業機器人對運動精度要求極高，軸卡簧的精確定位功能能夠滿足這一要求。

孔卡簧的典型應用

孔卡簧同樣在機械制造中有著重要的應用，特別是在需要固定孔內零部件軸向位置的場合。根據GB/T 893.1-1986標準，孔卡簧主要應用于以下場景：

在軸承系統中，孔卡簧主要用于軸承外圈的定位。當軸向力不大且需減小軸承裝置尺寸時，孔卡簧可卡在軸承座的孔槽內，直接抵靠軸承外圈端面，限制軸承沿軸向竄動。這種定位方法所占的軸向位置小，安裝拆卸方便，制造簡單，適用于承受較小的軸向負荷處。

在液壓系統中，孔卡簧用于固定液壓缸內的活塞和其他部件。液壓系統對密封性和定位精度要求較高，孔卡簧能夠提供可靠的軸向固定，確保系統的正常工作。

在泵體和閥蓋中，孔卡簧用于固定內部部件，防止其在工作過程中發生軸向位移。泵和閥是流體控制系統中的關鍵元件，其內部部件的精確定位對于系統性能至關重要。

在電子設備中，孔卡簧用于固定電路板或連接器。電子設備通常結構緊湊，孔卡簧的小型化和精確定位特點使其成為理想選擇。

選型建議

正確選擇軸卡簧或孔卡簧對于確保機械系統的可靠性和安全性至關重要。以下是基于實際應用經驗的選型建議：

首先，根據安裝位置選擇卡簧類型。如果需要固定軸上零部件的軸向位置，應選擇軸卡簧；如果需要固定孔內零部件的軸向位置，則應選擇孔卡簧。這是最基本也是最重要的選型原則。

其次，考慮工作載荷和環境條件。軸卡簧適用于無軸向載荷或極小載荷的場景，而孔卡簧同樣適用于承受較小軸向載荷的場合。如果工作環境潮濕或有腐蝕性介質，應選擇具有相應表面處理的卡簧，如鍍鋅、達克羅或不銹鋼材質的卡簧。

第三，考慮安裝和拆卸的便利性。如果需要頻繁拆卸和維護，應選擇結構簡單、安裝方便的卡簧類型。軸卡簧和孔卡簧都需要使用專用工具進行安裝和拆卸，應確保現場有相應的工具和操作空間。

第四，考慮成本因素。在滿足使用要求的前提下，應選擇成本效益最高的方案。一般來說，標準尺寸的碳鋼卡簧成本較低，而不銹鋼材質或特殊表面處理的卡簧成本較高。

最后，參考相關標準規范。在選擇卡簧時，應嚴格遵循GB/T 894.1-2017和GB/T 893.1-1986等標準規范，確保所選卡簧符合國家標準的技術要求。這些標準規定了卡簧的尺寸、材料、熱處理、表面處理等技術要求，是選型的重要依據。

參考文獻

GB/T 894.1-2017 軸用彈性擋圈

GB/T 893.1-1986 孔用彈性擋圈 A型