为了满足滚珠丝杠传动工作性能和传动精度的要求，以获得最长的工作寿命和最高的承载能力，螺纹滚道必须具有一定的硬度，一般为58~60HRC,滚珠硬度一般要求为62~64HRC。对于高温下工作或用不锈钢制造的滚珠丝杠传动，螺纹滚道表面硬度<58HRC为好。对材料的要求是耐磨性好，易切削，而且变形小。如果要进行渗碳溶火处理的，宜采用低碳铭钥钢。如果要进行感应处理的，因硬度要求在58~62HRC的范围内，故应用含碳量为0.4%~0.5%的铭钥钢。一般机械特别是数控机床用的滚珠丝杠传动各零件材料如图表1-2所示。精密滚珠丝杠传动可用氮化钢。表面硬化的镍铬合金钢滚珠丝杠副，适用于结构和强度有特殊要求的航空机械上。在原子能工业或高温、水蒸气、二氧化碳气体中工作的滚珠丝杠传动，由于无法润滑，故宜采用含马氏体的镍铬合金钢、沉淀硬化钢以及可粹硬的铬钢较理想。如果要求噪声小时，可用尼龙滚珠配以钢制丝杠和螺母。
对于提高丝杠材料的疲劳寿命，近20年来，国内外开展了大量研究工作。最新的研究结果表明，钢中的夹杂物和碳化物缺陷作为钢种已存在的裂纹，在外加应力诱变下，极易向内扩散，并造成材料疲劳寿命的显著降低。 因此，在选择丝杠材料时，应严格控制和消除钢中夹杂及缺陷，提高钢的材纯净度和组织均匀性
滚珠丝杠的性能要求有：①高硬度，为保持精度，一般要求硬度达HRC58~62；螺母内螺纹滚道则要求硬度为HRC60~64。②高强度，滚珠丝杠副要求有高的承载能力，并能带动重的负荷做精确运动，一般都要求其抗拉强度σb≥700MPa。③良好的韧性，要选用高韧性的钢材，表面又要达到一定的硬度和耐磨性。④良好的精度稳定性。⑤良好的热处理性能滚珠丝杠在工作过程中，要受到钢球点应力的疲劳作用，因此需要容易淬硬，且能得到一定深度的淬硬层，同时淬火时不易变形，开裂。
根据上述工件的服役条件及性能要求，常用的滚珠丝杠材料有低碳渗碳淬硬钢（如20CrMo，20CrMnTi等），轴承钢（如GCr15等），中碳合金钢（如37MnSi，42Cr，42CrMo等）。GC r15钢具有优良的综合性能，被广泛应用于滚珠丝杠的制造。另外，一些合金工具钢，如9Mn2V等，由于其淬硬性和淬透性较好，且回火稳定性较高也逐渐应用于滚珠丝杠的制造。
