汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计

1 汽车发动机活塞销得零件图如下图 1 汽车发动机活塞销零件尺寸图2 服役条件与性能分析活塞销（英文名称：Piston Pin），就是装在活塞裙部得圆柱形销子，它得中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞与连杆，把活塞承受得气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销得结构形状很简单，基本上就是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形与组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销得质量较大；两段截锥形孔得活塞销质量较小，且因为活塞销所受得弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用内孔为原形得活塞销。服役条件：(1)高温条件下承受周期性强烈冲击与弯曲、剪切作用 (2)销表面承受较大得摩擦磨损。失效形式：由于承受周期性得应力，使其发生疲劳断裂与表面严重磨损。性能要求：（1）活塞销在高温条件下承受很大得周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够得刚度、强度与耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当得配合间隙与良好得表面质量。在一般情况下，活塞销得刚度尤为重要，假如活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够得冲击韧性；（3）具有较高得疲劳强度。3 技术要求 活塞销技术要求: ① 活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为 0、8 ～ 1．2mm，渗碳层至心部组织应均匀过渡，不得有突然转变。② 表面硬度 58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上得硬度差应≤3 HRC。③ 活塞销心部硬度为 24 ～ 40 HRC。④ 活塞销渗碳层得显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布得细小粒状碳化物，不得有针状与连续网状分布得游离碳化物存在。心部得针状应就是低碳马氏体及铁素体。表 1 活塞销内、外圆渗碳技术要求活塞销壁厚mm外圆表面渗碳层厚度mm内孔表面渗碳层厚度 mm内外圆表面渗碳层厚度之与占壁厚得比例%1、5~3≥0、25≥0、05≤403~4≥0、30≤354~6≥0、40≥0、106~80、50~1、20≥0、40≤338~100、60~1、20>100、80~1、70-4 选材活塞销得材料一般为低碳钢或低碳合金钢，如 20、15Cr、20Cr 或 2OCrMnTi等。外表面渗碳淬硬，再经精磨与抛光等精加工。这样既提高了表面硬度与耐磨性，又保证有较高得强度与冲击韧性。（1）20 钢为低碳钢，由于碳含量低，淬透性差，强度低，即使渗碳以后，强度仍然不高，只适应于表面耐磨、载荷小、冲击轻微要求强度低得小工件，如轴...