汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计VIP免费

1汽车发动机活塞销的零件图如下图1汽车发动机活塞销零件尺寸图实用文档2服役条件与性能分析活塞销〔英文名称：PistonPin〕，是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的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。塞销的结构形状很简单，根本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，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的活塞销。服役条件：(1)高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用(2)销外表承受较大的摩擦磨损。失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和外表严重磨损。性能要求：〔1〕活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，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的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的外表质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；〔2〕具有足够的冲击韧性；〔3〕具有较高的疲劳强度。3技术要求活塞销技术要求:①活塞销全部外表渗碳，渗碳层深度为0.8～1．2mm，渗碳层至心部组织应均匀过渡，不得有骤然转变。②外表硬度58～64HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤3HRC。③活塞销心部硬度为24～40HRC。④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。.实用文档表1活塞销内、外圆渗碳技术要求活塞销壁厚mm1.5~33~44~66~88~10>10外圆外表渗碳层厚度mm≥0.25≥0.30≥0.400.50~1.200.60~1.200.80~1.70内孔外表渗碳层厚度mm≥0.05≥0.10≥0.40内外圆外表渗碳层厚度之和占壁厚的比例%≤40≤35≤33-4选材活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢，如20、15Cr、20Cr或2OCrMnTi等。外外表渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。这样既提高了外表硬度和耐磨性，又保证有较高的强度和冲击韧性。〔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，只适应于外表耐磨、载荷小、冲击轻微要求强度低的小工件，如轴套、链条、小水阀等。〔2〕15Cr是一种常用的低碳合金渗碳钢，在渗碳时可显著地增加外表含碳量，增大渗碳深度，但在高温长时间渗碳时有晶粒长大倾向及形成网状碳化物的倾向；对形状简单、要求不高的零件，渗碳后可直接降温淬火，但热处理后变形较大，又有回火脆性。〔3〕20Cr与15Cr钢相比，有较高的强度及淬透性，在油中临界淬透直径达4～22mm，在水中临界淬透直径达11～40mm，但韧性较差，此钢渗碳时仍有晶粒长大倾向，降温直接淬火对冲击韧性影响较大，所以渗碳后需淬火以提高零件心部韧性，无回火脆性。(3)20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢。汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi外表渗碳.实用文档硬化处理用钢。良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。主要用途有：用于齿轮，轴类，活塞类零配件以及汽车，飞机各种特殊零件部位。综合这几种材料的性能与经济因素等，最终本次设计选用20Cr作为活塞销的加工材料。表220Cr钢的成分及含量〔质量百分数〕合金元素含量wt%各元素的作用：碳〔C〕：使基体到达一定的强韧度主要奉献元素。铬〔Cr〕：降低相变∆Gγ→α驱动力,也阻止了相变时碳化物的形核长大，所以提高钢的淬透性；碳化物形成元素，回火时阻止M3C型长大，提高回火稳定性；Cr的碳化物稳定，不易长大，能细化晶粒，改善碳化物均匀性；Cr促进杂质原子偏聚，增大回火脆性倾向；同时能提高钢的抗氧化性；全部淬透零件在高温回火后可获得高而均匀的综合力学性能，特别是高的屈强比，能提高材料的疲劳强度。锰〔Mn〕：Mn强化铁素体，其固溶强化效果非常明显；Mn...