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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，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，不得有骤然转变。
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。
15crmnsi热处理
【最新版】
目录
1.15crmnsi 的概述
2.15crmnsi 的热处理过程
3.15crmnsi 热处理的效果
4.15crmnsi 在我国的应用
正文
15crmnsi 是一种合金结构钢，它是在碳素钢的基础上添加了锰、硅、铬等元素，因此具有高强度、高韧性和耐磨性等优点。
这种钢材广泛应用于制造各种机械零件和工程结构，尤其在我国的制造业中具有重要的地位。
15crmnsi 的热处理过程主要包括退火、正火、调质和渗碳等步骤。
其中，退火是为了消除钢材中的内应力，提高其塑性和韧性；正火是为了提高钢材的强度和硬度，使其具有一定的耐磨性；调质是通过控制钢材的组织形态，使其具有良好的综合力学性能；渗碳则是为了提高钢材的表面硬度和耐磨性。
经过热处理后的 15crmnsi，其力学性能得到了显著提高，可以满足
各种机械零件和工程结构的使用要求。
同时，热处理还可以改善钢材的加工性能，提高其生产效率和产品质量。
在我国，15crmnsi 热处理技术已经得到了广泛的应用，成为了我国
制造业中的一项重要技术。
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![[发动机活塞销工艺方案及开发可行性论证(完整版)]](https://uimg.taocdn.com/e00f3284e43a580216fc700abb68a98271feac49.webp)
[发动机活塞销工艺方案及开发可行性论证（完整版）]发动机活塞销工艺方案研究及开发可行性论证一、概述1、功用：活塞销是发动机中的重要零件。
用于连接活塞和连杆，具有光滑、坚硬的外表面的精密圆筒形零件。
并将活塞所承受的气体压力、惯性力传递给连杆。
因此本身要有足够的强度、刚度、耐磨性、抗疲劳性。
2、连接形式：活塞销与活塞、连杆的连接结构简图，见图1. 图1 二、技术要求1、材料：应采用GB699所规定的20钢或采用GB3077所规定的15Cr、20Cr、20Mn2钢。
允许采用物理、机械性能不低于上述材料的其它合金钢。
2、结构：见图2. 按销孔类型分__ 圆筒型中央连皮型锥孔型机加工型无缝冷拔钢管型端部连皮型图 2 按制造形式分__ 机械加工成型冷挤压成型无缝冷拔钢管型冷挤压成形中间连皮型3、硬度：活塞销外圆表面硬度应为58～64HRC，有体积稳定性要求的，其外圆表面硬度应为56～64HRC。
同一活塞销上的硬度差应小于或等于3个单位。
4、表面粗糙度：外径小于或等于50mm 的活塞销的外表面粗糙度，Ra为0.16μm. 外径大于50mm 的活塞销的外表面粗糙度，Ra为0.25μm. 5、活塞销应探伤检查，并符合NJ327的规定。
其它技术要求详见JB/T8118-1997(内燃机活塞销技术条件)。
三、活塞销的制作工艺路线活塞销制造形式分类，见表1. 表 1 制造代码允许制造方式机械加工冷挤成形冷挤成形中央连皮型无缝冷拔钢管型P1 √ √ √ √ P2 √ √ √ × P3 × √ √ × P4 √ √ × × P5 × √ × × P6 √ × × × 注：√ 是；× 非从活塞销的制造形式来看。
纯机械加工的方式，因材料利用率、加工生产效率相对较低，制造成本高，不适于大批量生产。
对于冷挤压成型和冷拔钢管成型这两种方式应用普遍。
实用文档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2 服役条件与性能分析活塞销（英文名称：Piston Pin），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，基本上是一个厚壁空心圆柱。
其孔形状有圆柱形、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)销表面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表面严重磨损。
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表面质量。
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，不得有骤然转变。
②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤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。
表1 活塞销、外圆渗碳技术要求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。
外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。
活塞销加工工艺规程设计一、工艺概述活塞销是连接活塞和连杆的关键部件，其加工质量直接影响发动机的性能和寿命。
本工艺规程旨在通过合理的加工流程和严格的质量控制，保证活塞销的精度和表面质量。
二、加工设备1. 数控车床2. 磨床3. 铣床4. 攻丝机5. 磁力除铁机三、加工流程1. 原材料准备：选用Φ25mm优质钢材作为原材料，并进行切割。
2. 粗车：将原材料放入数控车床中，进行粗车加工。
粗车时应注意切削深度和进给速度，以保证尺寸精度和表面质量。
3. 热处理：对粗车后的活塞销进行热处理，提高其硬度和强度。
具体步骤为淬火-回火-冷却。
4. 精车：将经过热处理后的活塞销放入磨床中进行精密加工。
采用光滑刀具进行切削，并根据实际情况调整进给速度和转速。
5. 铣削：对精车后的活塞销进行铣削，使其表面光滑平整。
采用高速铣削，以保证加工效率和表面质量。
6. 攻丝：在活塞销的一端进行内螺纹加工，便于与连杆连接。
采用高速攻丝机进行加工。
7. 清洗：将加工好的活塞销放入磁力除铁机中清洗，去除表面的金属屑和铁屑。
8. 检验：对加工好的活塞销进行尺寸和表面质量检验。
符合要求的可以进行下一步操作。
四、质量控制1. 原材料要求：选用优质钢材作为原材料，并检查其外观和化学成分是否符合标准。
2. 加工精度控制：在各个环节中严格控制尺寸精度和表面质量，确保达到设计要求。
3. 热处理控制：热处理过程中应注意温度、时间等参数的控制，以保证硬度和强度达到标准。
4. 检验要求：对每个环节都进行严格检验，确保产品符合设计要求。
五、安全注意事项1. 操作人员必须穿戴好防护服和安全帽，避免发生意外伤害。
2. 加工过程中应注意机床的安全操作规程，确保操作人员的安全。
3. 热处理时应注意火源和气体泄漏等安全问题，以免发生火灾或爆炸等事故。
六、总结本工艺规程通过合理的加工流程和严格的质量控制，保证活塞销的精度和表面质量。
在实际加工过程中，操作人员必须严格按照规程执行，并注意安全事项。
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2 服役条件与性能分析活塞销（英文名称：Piston Pin），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，基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)销表面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表面严重磨损。
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表面质量。
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，不得有骤然转变。
②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤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。
表1 活塞销内、外圆渗碳技术要求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。
外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。
HFZ /QDJ12 —A热处理操作规程1、主题内容与使用范围本规程规定了热处理设备评定、操作规范的内容和准则。
2、引用标准API Spec6A 《井口装置和采油树设备规范》3、总则产品的热处理必须在已经过定期检定并合格的热处理设备中进行。
炉子的检定周期为半年。
4、对热处理炉及监控设备的要求4.1、对热处理炉的要求4.1.1、炉衬完好，无明显损坏；4.1.2、电阻丝齐全，电极接触牢固；4.1.3、炉底平整，无裂纹；4.1.4、保温材料完好无损；4.1.5、热处理炉各处的温度应分度均匀，温差不大于14℃（这就需要炉子空间的前、后、左、右及底部都要有电炉丝分布，炉膛的功率密度一般在100-110kw/m3左右）4.1.6、温度传感器（热电偶）插点正确（在工作区域）并且分布均匀、合理。
馈线两端（热电偶与圆盘平衡记录仪或温度显示器）连接可靠。
4.2、仪表4.2.1、温度控制器的控制精度为：±5℃；4.2.2、温度显示器（平衡记录仪）以及热电偶，必须在检定有效期之内。
检定周期为一年。
5、装炉5.1、装炉前的准备工作5.1.1、检查设备、仪表是否正常，尤其是注意炉门起闭自动断电装置是否良好，并将炉膛清理干净。
5.1.2、核对任务单与待处理工件以及工艺卡是否相符，检查工件最大壁厚与工艺是否相符。
5.1.3、熟悉工艺全过程，考虑好装（出）炉方法，并准备好必要的工夹具及吊具，保证在淬火时工件能快速浸入淬火液中。
5.1.4、对不允许表面氧化脱碳的工件需要进行必要的防护，如在加热炉内装入适量的木炭或铸铁屑等。
5.1.5、如果是热炉装炉，检查炉温是否与工艺要求相符。
5.2、装炉温度5.2.1、对于截面＞250mm的大型铸钢件、形状复杂的铸钢件、高温钢、高碳钢、铸铁件的退火、正火、淬火等采用≤250℃装炉，随炉缓慢升温或分段升温。
5.2.2、对于一般工件的退火，采用550－560℃装炉，装炉后保温1小时左右再随炉升温。
活塞销加工工艺设计嘿，朋友！你知道吗，活塞销这小家伙，别看它个头不大，在发动机里可是起着至关重要的作用呢！要把它加工得恰到好处，那可得有一套精细的工艺设计。
咱先来说说材料的选择，这就好比给一个战士挑选趁手的兵器。
得选那种强度高、耐磨又韧性好的材料，不然在发动机里“冲锋陷阵”的时候，它可容易“掉链子”。
你想想，如果材料不行，就像让一个瘦弱的人去扛大包，能行吗？选好了材料，接下来就是粗加工啦。
这就像是给一个毛坯房打个基础框架，得把大体的形状弄出来。
不过这可不能马虎，尺寸得控制好，多一点少一点都不行，不然后面的工序可就麻烦啦！这就跟做衣服似的，要是一开始剪裁就出了差错，那缝出来的能好看吗？然后是热处理，这一步可神奇了，就像是给活塞销“练功”，让它变得更强大。
通过不同的温度和时间控制，让它的性能达到最佳状态。
这就好像把一块普通的铁放进火炉里锤炼，出来就变成了锋利的宝剑。
再说说半精加工，这时候就要对活塞销进行更精细的打磨啦，把那些粗糙的地方都收拾得妥妥当当。
就好比给一个人化妆，要把脸上的瑕疵都遮盖住，让它变得更加光滑精致。
到了精加工阶段，那更是要小心翼翼，一丝一毫都不能出差错。
这就像是在雕刻一件精美的艺术品，每一刀都要恰到好处，才能展现出它的完美。
想象一下，如果在这关键时候手抖了一下，那之前的努力不都白费了？最后，还有检测这一关。
这就像是给考试打分，只有各项指标都合格了，活塞销才能“毕业上岗”。
要是检测不严格，让不合格的产品溜出去，那发动机可就要“闹脾气”啦！总之，活塞销的加工工艺设计可真是个精细活儿，每一个环节都不能马虎。
只有用心做好每一步，才能让活塞销在发动机里发挥出它最大的作用，让咱们的机器跑得又稳又快！。
汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计
一、研究背景
二、研究目的
研究汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺，旨在提供一个综合实用的技术方案，以提高活塞销的性能和使用寿命，同时降低成本、提高效率和节能。
三、研究内容
1.材料选择：考虑活塞销在使用中会受到高温、高压和摩擦等环境，要求材料既具有耐热、耐腐蚀性又具有良好的机械加工性能。
因此，主要选用铝镁合金、钛合金、铜镍合金和钛铝合金等高强度耐热合金作为发动机活塞销的材料。
2.热处理工艺：活塞销的热处理工艺主要有淬火、回火、正火以及表面渗碳等。
淬火的目的是使材料的内部结构更为紧凑，以提高活塞销的强度和耐磨性；回火的目的是使活塞销表面硬度更高；正火的目的是消除内部应力；表面渗碳的目的是提高活塞销的表面抗磨性和耐腐蚀性。
活塞销制造工艺课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习活塞销制造工艺的相关知识，使学生掌握活塞销的基本结构、材料特性、加工工艺及质量控制等方面的内容。
通过课程学习，学生应达到以下目标：1.了解活塞销的基本结构及其在发动机中的作用；2.掌握活塞销的材料特性及其选择依据；3.熟悉活塞销的加工工艺流程及其质量控制要点。
4.能够分析活塞销的结构和工作要求，进行合理的材料选择；5.能够根据活塞销的加工工艺流程，进行相关的工艺参数设置和调整；6.能够运用质量控制方法，对活塞销的加工过程进行监控和改进。
情感态度价值观目标：1.培养学生的工程意识，使其认识到活塞销制造工艺在发动机性能和寿命中的重要性；2.培养学生对制造工艺的兴趣和热情，提高其对相关行业的就业竞争力；3.培养学生的团队合作精神，使其能够与他人共同完成复杂的制造任务。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.活塞销的基本结构及其在发动机中的作用；2.活塞销的材料特性及其选择依据；3.活塞销的加工工艺流程及其质量控制要点。
具体的教学大纲安排如下：第一周：活塞销的基本结构及其在发动机中的作用；第二周：活塞销的材料特性及其选择依据；第三周：活塞销的加工工艺流程及其质量控制要点。
三、教学方法为了实现课程目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握活塞销制造工艺的基本知识和理论；2.讨论法：通过小组讨论，使学生深入理解活塞销制造工艺的相关问题，并培养团队合作精神；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解活塞销制造工艺在实际工程中的应用和挑战；4.实验法：通过实验室实践，使学生掌握活塞销加工工艺的实际操作技能。
四、教学资源为了支持课程内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：活塞销制造工艺相关教材，用于引导学生学习和掌握基本知识；2.参考书：提供相关的专业书籍，供学生进一步深入学习和参考；3.多媒体资料：制作相关的教学PPT和视频资料，用于辅助讲解和演示；4.实验设备：准备相关的实验设备和工具，用于实验教学和实践操作。
15crmor热处理工艺15CrMoR是一种常用的高温压力容器用钢材。
在使用这种钢材制造压力容器之前，需要进行热处理工艺，以提高其力学性能和耐热性能，确保容器在高温下的安全运行。
热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构和性能，而15CrMoR的热处理工艺包括退火和正火两个阶段。
首先是退火工艺。
退火是指将15CrMoR钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的过程。
退火可以消除钢材内部的应力，改善其塑性和韧性。
具体的退火工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速率等。
一般来说，15CrMoR的退火温度为680-720摄氏度，保温时间为1-3小时，冷却速率为10-30摄氏度/小时。
通过适当的退火工艺，可以使15CrMoR钢材的晶粒细化，提高其塑性和韧性，减少内部缺陷。
接下来是正火工艺。
正火是指将退火后的15CrMoR钢材加热到一定温度，然后迅速冷却的过程。
正火可以使钢材的组织转变为马氏体，并通过淬火处理提高其硬度和强度。
正火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却介质等。
一般来说，15CrMoR的正火温度为910-950摄氏度，保温时间为30-60分钟，冷却介质可以选择水、油或空气。
通过适当的正火工艺，可以使15CrMoR钢材获得较高的抗拉强度和屈服强度，提高其耐热性能和耐压性能。
在进行15CrMoR热处理工艺时，还需要注意以下几点。
首先，加热温度和保温时间应根据具体的材料厚度和要求的性能来确定，以避免过度或不足。
其次，冷却速率应控制在合理的范围内，以避免产生过多的残余应力和组织不均匀。
此外，正火后的15CrMoR钢材需要进行回火处理，以降低其脆性，提高其韧性和可焊性。
15CrMoR热处理工艺是制造高温压力容器的重要工艺之一。
通过合理的退火和正火工艺，可以改善15CrMoR钢材的力学性能和耐热性能，确保容器在高温下的安全运行。
在实际操作中，需要根据具体的材料要求和工艺条件进行合理的参数选择和控制，以获得最佳的热处理效果。
15crmo热处理工艺15CrMo是一种低合金钢，具有良好的高温强度和耐蠕变性能。
热处理工艺对于提高15CrMo的综合力学性能和耐久性非常重要。
本文将介绍15CrMo的热处理工艺及其对材料性能的影响。
15CrMo的热处理工艺主要包括固溶处理和淬火处理。
固溶处理是将15CrMo加热至临界温度以上，并保持一定时间，使合金元素均匀溶解在基体中。
这样可以消除组织中的过饱和相，提高材料的塑性和韧性。
固溶温度通常在950℃左右，保温时间根据材料的厚度和尺寸而定。
固溶处理后，15CrMo需要进行淬火处理，以获得较高的强度和硬度。
淬火是将固溶处理后的15CrMo迅速冷却至室温，使其组织转变为马氏体。
淬火过程中冷却速度的控制非常重要，过快或过慢都会导致组织不稳定和性能下降。
一般来说，15CrMo的淬火温度为860~900℃，冷却介质可以选择油或水。
热处理后的15CrMo通常还需要进行回火处理，以消除淬火过程中产生的内应力，并提高材料的韧性和可加工性。
回火温度和时间的选择需要根据具体应用要求来确定。
一般来说，回火温度在500~700℃之间，时间在1~3小时左右。
热处理工艺对于15CrMo的性能有着重要的影响。
固溶处理能够使合金元素均匀溶解在基体中，提高材料的塑性和韧性，同时也有利于去除杂质和非金属夹杂物。
淬火处理能够使组织转变为马氏体，提高材料的硬度和强度，但也容易导致脆性。
回火处理可以消除淬火过程中产生的内应力，提高材料的韧性和可加工性，但回火温度过高或时间过长可能会导致强度下降。
除了热处理工艺，15CrMo的性能还受到化学成分、加工工艺和终端使用条件等因素的影响。
合理选择热处理工艺和控制工艺参数，可以使15CrMo达到最佳的综合性能。
此外，对于不同应用场景，还可以通过合金元素的调整和微合金化等方式来改善15CrMo的性能。
15CrMo的热处理工艺对于提高其综合力学性能和耐久性至关重要。
固溶处理、淬火处理和回火处理是常用的热处理工艺，通过合理控制工艺参数可以使15CrMo达到最佳性能。
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：15Cr活塞销的热处理工艺设计学生姓名：X X X学号：2011111020XX所在院(系)：材料工程学院专业：2011级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程（1）班指导教师：X X X 职称：讲师2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要本课设计了15Cr活塞销热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（完全退火）、渗碳、淬火+低温回火等过程。
15Cr钢是一种常用的低碳合金渗碳钢，活塞销在较高温度下工作，承受很大的周期性冲击载荷，损坏形式主要是表面磨损和疲劳裂纹。
因此要求其具有足够的强度和刚度，表面应耐磨，心部有较好的韧性和较高的疲劳强度。
渗碳钢活塞销在渗碳后经淬火、低温回火处理。
性能要求较高的活塞销采用二次淬火、回火。
对合金元素含量较高及尺寸稳定性要求较高的活塞销，渗碳淬火后要进行深冷处理，活塞销是连接活塞和连杆小头，在运动时相当于双点支撑梁，在较高工作温度下承受非对称交变载荷和一定的冲击载荷，其表面长期在润滑条件差的摩擦条件下工作。
活塞销的主要失效方式是表面磨损和疲劳裂纹。
关键词：15Cr钢，活塞销,完全退火，，渗碳，淬火，低温回火，目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)1.3热处理工件图 (1)2、设计方案 (2)2.1 活塞销设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.1.3性能要求 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (5)3.2.2机械加工 (5)3.2.3渗碳工艺 (5)3.2.4淬火+低温回火热处理工艺 (6)3.2.5活塞销的质量检验 (7)4、分析与讨论 (8)4.1缺陷及防治措施 (8)5、结束语 (9)6、热处理工艺卡片 (10)参考文献 (11)1 设计任务1.1设计任务15Cr活塞销热处理工艺设计1.2设计的技术要求15Cr钢是一种常用的低碳合金渗碳钢，在渗碳时可显著地增加表面含碳量，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，钢的淬透性较15号碳钢高，在油中临界淬透直径为2～15mm，在水中临界淬透直径为6～29mm。
..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2 服役条件与性能分析活塞销（英文名称：Piston Pin），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，基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)销表面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表面严重磨损。
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表面质量。
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，不得有骤然转变。
②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤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。
表1 活塞销内、外圆渗碳技术要求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。
外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。
汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计.课程设计题目：汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺一、课程设计背景：活塞销是汽车发动机中的重要组成部分，其质量和工艺直接影响发动机的性能和可靠性。
选材和热处理工艺是影响活塞销质量和性能的关键因素。
本课程设计旨在通过选材和热处理工艺设计，提高活塞销的强度、耐磨性和疲劳寿命，以满足汽车发动机对高性能和可靠性的要求。
二、课程设计内容：1. 活塞销的选材原则和要求：介绍活塞销的作用，分析活塞销在发动机工作中所承受的力和工作环境要求，提出活塞销选材的原则和要求。
2. 活塞销的材料选择：列举常用的活塞销材料，分析不同材料的性能特点、优缺点和适用范围，选择适合的材料作为研究对象。
3. 活塞销的热处理工艺：介绍热处理工艺对活塞销性能的影响，详细讲解活塞销的热处理工艺（如淬火、回火、表面处理等），分析各种工艺对活塞销的影响和优化方法。
4. 活塞销的性能测试与评价：设计活塞销的性能测试方法和指标，包括强度、硬度、耐磨性和疲劳寿命等，通过试验手段对不同选材和工艺条件下的活塞销进行测试和评价。
5. 课程设计报告撰写与展示：根据以上内容，撰写详细的课程设计报告，包括设计原理、选材过程、热处理工艺设计、试验结果和结论等。
并通过展示方式向相关专业师生进行展示和讨论。
三、课程设计要求：1. 具备材料学、热处理学和力学基础知识；2. 熟悉汽车发动机结构和工作原理；3. 熟练掌握选材和热处理工艺的相关理论和实验方法；4. 具备基本的课程设计报告撰写和展示能力；5. 积极合理利用实验室设备和资料，完成课程设计任务；6. 具备团队合作和沟通能力，能够与指导教师和同学进行有效的交流和合作。
四、课程设计成果：1. 完成一份详细的课程设计报告，包含选材和热处理工艺设计，并分析试验结果；2. 展示完成的课程设计成果，向相关专业师生进行展示，并能回答相关问题；3. 整理相关资料和实验数据，形成课程设计论文，并具备论文发表或参与相关学术会议的基础。
活塞销热处理要求
1. 硬度：活塞销需要具有足够的硬度以承受高压、高温和高磨损的工作环境。
通常，活塞销的硬度要求在 HRC40-50 之间，以提供良好的耐磨性和强度。
2. 金相组织：合适的金相组织对于活塞销的性能至关重要。
一般来说，活塞销的金相组织应为细晶粒的回火马氏体，这可以提高其强度和韧性。
3. 表面处理：为了提高活塞销的耐磨性和抗腐蚀性，通常需要进行表面处理，如渗碳、氮化或镀铬等。
这些处理可以在活塞销表面形成一层坚硬且耐腐蚀的涂层。
4. 消除应力：热处理过程中可能会产生应力，因此需要进行消除应力的处理，以避免活塞销在使用过程中出现裂纹或变形。
常见的消除应力方法包括回火和退火。
5. 尺寸稳定性：活塞销的尺寸稳定性对于发动机的正常运行至关重要。
因此，在热处理过程中需要控制温度和时间，以确保活塞销的尺寸变化在允许范围内。
6. 质量控制：为了确保活塞销的质量，需要进行严格的质量控制，包括原材料检验、热处理过程监控和最终产品的检测。
总之，活塞销的热处理要求包括硬度、金相组织、表面处理、消除应力、尺寸稳定性和质量控制等方面。
这些要求旨在提高活塞销的性能和寿命，确保发动机的正常运行。
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：15Cr活塞销的热处理工艺设计学生姓名： X X X 学号： 2011111020XX 所在院(系)：材料工程学院专业： 2011级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程（1）班指导教师： X X X 职称：讲师2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要本课设计了15Cr活塞销热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（完全退火）、渗碳、淬火+低温回火等过程。
15Cr钢是一种常用的低碳合金渗碳钢，活塞销在较高温度下工作，承受很大的周期性冲击载荷，损坏形式主要是表面磨损和疲劳裂纹。
因此要求其具有足够的强度和刚度，表面应耐磨，心部有较好的韧性和较高的疲劳强度。
渗碳钢活塞销在渗碳后经淬火、低温回火处理。
性能要求较高的活塞销采用二次淬火、回火。
对合金元素含量较高及尺寸稳定性要求较高的活塞销，渗碳淬火后要进行深冷处理，活塞销是连接活塞和连杆小头，在运动时相当于双点支撑梁，在较高工作温度下承受非对称交变载荷和一定的冲击载荷，其表面长期在润滑条件差的摩擦条件下工作。
活塞销的主要失效方式是表面磨损和疲劳裂纹。
关键词：15Cr钢，活塞销,完全退火，，渗碳，淬火，低温回火，目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)1.3热处理工件图 (1)2、设计方案 (2)2.1 活塞销设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.1.3性能要求 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1预备热处理工艺 (5)3.2.2机械加工 (5)3.2.3渗碳工艺 (5)3.2.4淬火+低温回火热处理工艺 (6)3.2.5活塞销的质量检验 (7)4、分析与讨论 (8)4.1缺陷及防治措施 (8)5、结束语 (9)6、热处理工艺卡片 (10)参考文献 (11)1 设计任务1.1设计任务15Cr活塞销热处理工艺设计1.2设计的技术要求15Cr钢是一种常用的低碳合金渗碳钢，在渗碳时可显著地增加表面含碳量，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，钢的淬透性较15号碳钢高，在油中临界淬透直径为2～15mm，在水中临界淬透直径为6～29mm。
此外，钢的冷变形塑形高，焊接性良好，在退火状态下可切削性甚好。
由于它的含碳量低(在0.12-0.16%之间)所以，硬度比较低。
因此，为满足其在制造活塞销的寿命要求，应提高其硬度。
活塞销在较高温度下工作，承受很大的周期性冲击载荷，损坏形式主要是表面磨损和疲劳裂纹。
因此要求其具有足够的强度和刚度，表面应耐磨，心部有较好的韧性和较高的疲劳强度。
[1]活塞销对渗碳及热处理的要求较高，外圆表面硬度要求HRC55-62，渗碳层厚一般控制在0.8-1.2mm范围内，心部和内孔表面硬度要求严格控制在HRC38以下。
这种工艺要求的依据就是基于传统理论的分析，外表面淬硬是为适应脉动单向最大弯曲应力发生在外表面的分布情况，而心部和内孔壁面不得渗碳的要求是用来满足抗冲击性能的。
[2]在15Cr钢进行热处理时，即去应力退火，渗碳，淬火和回火时应严格按照卡片所列出的时间进行保温以及其它操作的要求。
1.3 热处理工件图图1 活塞销工件图2 设计方案2.1活塞销设计的分析2.1.1工作条件活塞销在高温下承受很大周期性冲击载荷，并且润滑条件也比较差，因此，要求强度高耐冲击且表面耐磨损。
为减小活塞销本身的往复惯性力，还要求重量尽量轻。
[3]2.1.2失效形式活塞销的主要失效形式是表面磨损和疲劳断裂。
表面磨损。
活塞销在发动机工作时，承受较大的交变载荷，它与活塞销座孔和连杆衬套间的配合处产生相对运动而发生磨损。
磨损后配合间隙增大，从而使配合件间出现不正常的敲击声，加速零件的磨损疲劳断裂。
主要是活塞销与销孔和衬套配合间隙过大，在交变冲击力作用下，活塞销疲劳折断或者活塞销质量差。
[4]2.1.3性能要求活塞销的制造尺寸、公差、材质在设计上是非常严格的。
原厂发动机设计的活塞销形式大都使用半浮式设计，也就是活塞销固定在连杆小端是不转动的，而在活塞两侧的销孑L内，销子是可以转动的。
如果活塞已经升级为锻造活塞，这时的活塞销几乎全都需要采用全浮式的设计，即销子相对于连杆小头、相对于活塞座孔都是可以转动的。
全浮式和半浮式在结构上的差别只是装配上的公差配合不同。
因此，在装配全浮式活塞销时，一定要仔细测量活塞销孔和连杆小端的尺寸与配合公差。
如果连杆小端的间隙比活塞孔间隙大时，受负荷后，活塞部分因紧度的差别可能会停止转动，唯一能转动的部分只剩下连杆小端，接着就会发生活塞销和连杆小端异常的磨损，甚至会有咬死的现象产生，对发动机将造成致命性的损害。
[5] 15Cr钢其塑性、韧性高，但强度、硬度高，锻造、焊接和冷冲压性能不良，冷变形塑性高，但切削加工时不易得到光洁的表面。
用于制造受力不大、韧性要求高的零件和渗碳件，紧固件和冲模锻件以及不经热处理的低负荷零件。
15Cr钢力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥735，屈服强度σs (MPa)：≥490，伸长率δ5/（%）：≥11。
2.2钢种材料15Cr钢是一种常用的低碳合金渗碳钢，在渗碳时可显著地增加表面含碳量，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，钢的淬透性较15号碳钢高，在油中临界淬透直径为2～15mm，在水中临界淬透直径为6～29mm。
此外，钢的冷变形塑形高，焊接性良好，在退火状态下可切削性甚好。
3 设计说明3.1加工工艺流程15Cr活塞销热处理工艺设计的热加工工艺流程经过许多次改进形成如下的工艺流程: 下料→锻造→预备热处理(完全退火)→机械加工→渗碳→淬火+低温回火→精加工→组装。
A钢属于低碳钢，其成分[6]如下表1表1 A钢的化学成分（质量分数，%）C Mn P S Cr Si Ni 其他0.12～0.18 0.40～0.70≤0.035≤0.0350.70～1.000.17～0.37一一成分分析：Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂。
它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。
Mn和Fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。
Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度。
硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等。
硅能促使铁素体晶粒粗化，降低矫顽力。
3.2具体热处理大量生产的活塞销均为冷挤压或温挤压成形后进行渗碳，产量较小时则可采用棒料或管料经机加工后进行渗碳。
冷挤压活塞销坯料需经退火，使其硬度降至≤140HBS，提高塑性，为挤压工艺作准备，15Cr钢退火见预备热处理工艺。
退火后尚需磷化处理，以减少挤压成形时所需的挤压力和提高挤压模具的寿命。
渗碳钢活塞销在渗碳后经淬火、低温回火处理。
性能要求较高的活塞销采用二次淬火、回火。
对合金元素含量较高及尺寸稳定性要求较高的活塞销，渗碳淬火后要进行深冷处理，以减少渗层中残留奥氏体。
15Cr钢见渗碳工艺。
活塞销渗碳淬火后的表层组织为细针状马氏体，不允许有粗的或连续游离碳化物网．心部为板条马氏体加铁素体。
同一销的表面硬度差不超过3HRC，心部硬度为24～25HRC。
[7]3.2.1预备热处理工艺退火是将偏离平衡状态的金属坯料或零件加热至较高温度，保持一定的时间后通常以相当缓慢的速度冷却，以得到接近于平衡状态组织的各种工艺方法。
退火的目的是：a消除钢锭的成分偏析，使成分均匀化。
b消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷。
c降低硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
d细化晶粒，均匀组织，为后续热处理做组织准备。
e[g]图2 15Cr钢完全退火工艺曲线3.2.2机械加工由于我们专业并不怎么涉及机加工方面的知识，因此此处只能说明其在车床上进行加工。
3.2.3渗碳工艺渗碳是将工件放入渗碳气氛中，并在900~950℃的温度下加热、保温，使其表面层增碳的一种工艺操作。
渗碳的目的在于使工件在继续经过相应热处理后表面具有高硬度和耐磨性，而心部任保持一定的强度和较高的任性。
固体渗碳工艺如图3 [8]所示。
图3 15Cr钢的渗碳工艺曲线3.2.4淬火+低温回火热处理工艺①淬火淬火是将钢加热至临界温度点Ac3或Ac1以上一定的度，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却得到马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺叫做淬火。
其目的是使奥氏体化后的工件获得尽量多的马氏体，然后配以不同温度回火获得各种需要的性能。
钢的理想淬火冷却曲线如图4[9]所示图4②低温回火回火是将淬火钢加热到A1以下某一温度，经过保温，然后以一定的冷却方法冷至室温的热处理操作。
其目的在于：a.降低脆性，消除内应力。
工件淬火后存在着很大的内应力和脆性，若不及时回火，零件会产生变形或开裂。
b.得到对工件所要求的力学性能。
工件淬火后，硬度高，脆性大，为了了获得对工件要求的性能，可以用回火温度调整硬度，减小脆性，得到所需要的塑性、强度和硬度。
c.稳定工件尺寸。
淬火后的组织是马氏体和残余奥氏体，这两种组织都是不稳定的，会自发地逐渐地发生组织转变，因而引起工件尺寸和形状的改变。
通过回火，可以促使这些组织转变。
达到较稳定状态，以便在以后的使用过程中不发生变形。
3.2.5活塞销的质量检验常用钢活塞销的质量检验参见表2 [10]检验项目检验方法检验要求渗碳层深度/mm硬度（HRC）组织JB/NQ54.1TB1461表面心部渗碳层心部过公析层加共析层加1/2过渡层过共析层加共析层加过渡层不同部位至少测三点，取平均值距活塞销两端20mm之内横向截取，观察整个截面观察磁力探伤在两平面间压碎或用v形槽按产品图样要求按产品图样要求，按产品图样要求，同一销的工作面硬度差不大于3HRC细针状马氏体，不允许有粗块状或连续网状碳化物板条马氏体和铁素体，不允许大块铁素体无裂纹、锈蚀、麻点、黑斑、刻痕、尖角、毛刺、氧化皮无裂纹，注意退磁表面质量探伤压碎试验表24 分析与讨论A钢制造机床B热处理工艺设计已经在前面展示，单就其性能以及热处理的过程想必是没多大问题，若放入实际生产中有很多不可预知的问题，因此，不能纸上谈兵须得到工厂或者实验室中反复的通过实验数据进行分析，然后在得出最重要的结论用于实践中，从而在生产中减低成本、提高效率并且减少工时，降低能源消耗。
