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汽车活塞的新工艺汽车活塞是引擎中的重要部件之一，起着转换燃烧能量为机械能的作用。
随着汽车技术的不断进步，汽车活塞也在不断演进，出现了许多新的工艺。
目前，汽车活塞的主要新工艺包括以下几个方面：1. 材料选择方面。
传统的活塞材料主要是铝合金和铸铁，但现代活塞开始采用复合材料制造，例如陶瓷涂层活塞。
陶瓷涂层活塞具有重量轻、抗磨损性能好等优点，能够提高发动机的功率和燃油效率。
2. 表面处理方面。
新工艺主要是通过改变活塞的表面处理方式，例如采用氧化、阳极氧化、电镀等技术，来提高活塞的耐磨性和耐蚀性。
特别是采用电镀技术，可以在活塞表面形成一层高硬度的镀层，能够提高活塞的耐磨性和降低噪音。
3. 水冷活塞方面。
传统的汽车活塞一般采用空冷方式，但是空冷活塞存在散热效果差、容易变形等问题。
因此，一种新的工艺是采用水冷活塞。
水冷活塞通过在活塞上设置水冷道，将冷却水引导到活塞表面，能够有效降低活塞的温度，提高散热效果，从而保证活塞的正常工作。
4. 没有活塞环方面。
传统活塞需要安装活塞环来密封气缸，但是活塞环的摩擦会导致能量损失和燃油消耗。
因此，一种新的工艺是开发无活塞环的活塞。
这种活塞通过改变活塞的形状和表面处理方式，能够达到好的密封效果，提高发动机的效率，并降低排放污染物。
5. 多材料组合方面。
为了提高汽车活塞的强度和耐热性，新工艺开始采用多材料组合的方式进行制造。
例如，活塞的头部采用高强度材料，而杆部采用耐热材料，能够在保证活塞的强度的同时提高其耐热性。
总之，随着汽车技术的不断发展，汽车活塞的新工艺不断涌现。
这些新工艺通过材料的改变、表面处理的创新、结构的优化等方式，能够提高活塞的性能，提高发动机的功率和燃油效率，同时降低排放污染物，为汽车行业的可持续发展做出贡献。
发动机零部件的材料选择与制造发动机作为现代工业的“心脏”，其性能和可靠性直接关系到整个机械系统的运作效率与安全。
在发动机的设计与制造过程中，零部件的材料选择是至关重要的环节，它直接影响发动机的功率、效率、耐久性和成本。
本文将详细探讨发动机零部件的材料选择与制造过程。
材料选择的重要性发动机在运行过程中，零部件需要承受高温、高压、高速及摩擦等极端条件，因此，合适的材料可以确保发动机在长时间内保持稳定运行。
材料的选择决定了发动机的可靠性和耐久性，同时也影响着发动机的重量、尺寸和成本。
常见材料类型在发动机零部件的制造中，常用的材料类型主要包括金属合金、陶瓷和塑料等。
金属合金金属合金是发动机零部件最常用的材料，尤其是高温合金和耐磨合金。
例如，镍基高温合金因其出色的抗高温氧化和腐蚀性能，常用于制造涡轮叶片和排气系统部件。
陶瓷材料因其耐高温、耐磨损的特性，在发动机的涡轮喷嘴和燃烧室等部件中有着广泛应用。
尤其是氧化铝和硅碳化物等耐高温陶瓷材料，它们能够承受高温环境下的机械应力。
塑料材料在发动机内部的应用相对较少，但在一些非高温、非高压的环境下，例如发动机冷却系统，塑料材料因其重量轻、成本低的优点而得到应用。
制造工艺发动机零部件的制造工艺对其性能有着直接影响。
常见的制造工艺包括铸造、锻造、粉末冶金和精密加工等。
铸造是将金属熔化后倒入模具中，冷却凝固成型的过程。
这种工艺适合于复杂形状的零部件制造，如发动机的缸体和缸盖。
锻造是在高温下将金属材料锤打或压力成型，以获得高强度和良好的机械性能。
这种工艺常用于制造发动机的曲轴和连杆。
粉末冶金粉末冶金是将金属粉末和/或金属粉末与非金属粉末的混合物，经过成型和烧结，制造金属材料和复合材料的过程。
这种工艺在制造发动机的涡轮叶片和一些耐磨零件中具有重要应用。
精密加工精密加工包括车削、铣削、磨削等，是对零部件进行高精度加工的过程。
这种工艺常用于制造发动机内部的精密零件，如气门和凸轮轴。
活塞杆材料及其热处理方式活塞杆材料及其热处理方式活塞杆作为发动机重要的零部件之一，承受着发动机高频的往复运动和巨大的压力。
因此，活塞杆材料的选择及其热处理方式是影响发动机性能和使用寿命的重要因素。
1. 铸铁材料铸铁材料是一种常用的活塞杆材料，常见的有球墨铸铁和灰口铸铁。
由于铸铁材料具有良好的耐磨性和耐高温性能，被广泛应用于柴油发动机和重载汽车。
铸铁材料的热处理方式主要有退火和固溶温处理。
退火可以提高铸铁的塑性和韧性，而固溶温处理可以提高铸铁的硬度和耐磨性。
不同的铸铁材料需要采用不同的热处理方式，以保证其性能和使用寿命。
2. 铝合金材料铝合金材料是一种轻质、高强度的活塞杆材料，通常用于高性能发动机和高速轮机。
铝合金材料具有良好的耐腐蚀性和导热性能，能够有效地降低发动机的重量和提高运转效率。
铝合金材料的热处理方式主要有固溶处理和时效处理。
固溶处理可以改善铝合金的强度和塑性，而时效处理可以提高铝合金的硬度和耐热性。
不同的铝合金材料需要采用不同的热处理方式，以达到最佳的性能和效果。
3. 钛合金材料钛合金材料是一种高强度、轻质的活塞杆材料，常用于高性能航空发动机和高速轮机。
钛合金材料具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，能够有效地提高发动机的性能和寿命。
钛合金材料的热处理方式主要有固溶温处理和时效处理。
固溶温处理可以改善钛合金的塑性和韧性，而时效处理可以提高钛合金的硬度和耐热性。
不同的钛合金材料需要采用不同的热处理方式，以保证其性能和使用寿命。
总之，活塞杆材料的选择及其热处理方式是发动机性能和使用寿命的重要因素。
在实际应用中，需要根据具体的工作环境和使用要求选择最佳的材料和热处理方式，并进行合理的维护和保养，以保证发动机的正常运转和长期稳定性。
发动机活塞加工工艺及夹具设计一、活塞加工工艺活塞加工工艺是活塞制造中最关键的环节之一，其好坏直接影响着活塞的精度和质量。
常用的活塞加工工艺主要包括以下几个步骤：1.活塞铸造：活塞一般采用铝合金材料制造，首先进行铸造。
铸造工艺应严格控制铝合金的成分和铸造温度，以保证活塞的材质均匀和致密。
2.初加工：铸造好的活塞需要进行初加工，包括车削、铣削和钻削等工序。
初加工时要控制好尺寸和形状的精度，以确保活塞的几何形状符合要求。
3.精加工：精加工是活塞加工的重要环节，主要包括车磨、研磨和喷涂等工序。
其中车磨是为了提高活塞的尺寸精度和表面光洁度，研磨是为了进一步提高表面精度和平行度，喷涂是为了提高活塞的耐磨性和耐腐蚀性。
4.热处理：热处理是活塞制造中不可或缺的一步，可以改善活塞的材料结构和性能。
常见的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和淬火处理等。
5.检测和包装：活塞加工完成后，还需要进行检测和包装。
检测主要包括尺寸检测、硬度检测和表面质量检测等，以确保活塞符合标准要求。
包装工艺需要将活塞进行分类和包装，以便于储存和运输。
二、夹具设计夹具是活塞加工过程中不可或缺的辅助工具，其设计合理与否直接影响着加工效率和精度。
以下是夹具设计的一般要求和注意事项：1.稳固性：夹具应具有足够的稳固性，能够保证活塞在加工过程中不发生移动或晃动，以防止加工误差和损坏。
2.适应性：夹具应能够适应不同型号和尺寸的活塞加工，具有一定的调节性和适应性，以提高工艺的灵活性和生产效率。
3.精度：夹具本身的精度要求应高于活塞加工的精度要求，以确保活塞加工的准确性和稳定性。
4.方便性：夹具应设计成易于操作和调整的形式，方便工人进行夹具的安装和拆卸，以提高工作效率。
5.安全性：夹具应具有良好的安全性，能够保护工人的人身安全，在夹紧活塞的同时，不会对工人造成伤害。
综上所述，活塞加工工艺和夹具设计对于活塞的质量和性能具有重要影响。
通过科学合理的工艺流程和合适的夹具设计，可以提高活塞的加工效率和质量，满足不同用户的需求。
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。
发动机活塞加工工艺及夹具设计一、发动机活塞的加工工艺1.原料准备：活塞的原材料一般为铝合金，需要进行铸造或锻造工艺，得到初步成型的活塞毛坯。
2.粗车：将活塞毛坯放入车床中进行粗车，将多余的材料去除，使活塞的外形接近最终形状。
3.精车：将粗车后的活塞放入精车机床中进行精车，使活塞的尺寸和形状达到设计要求。
4.铆装：在活塞上制作并安装活塞销和油垫，确保活塞的运动顺畅。
5.表面处理：对活塞进行喷砂、阳极氧化等表面处理，提高活塞的耐腐蚀性和装配精度。
6.热处理：对活塞进行热处理，提高其硬度和强度，改善活塞的使用寿命。
7.精密加工：对活塞进行高精度的机加工，如磨削、镗孔等，以满足发动机的操作要求。
8.检测和验收：对加工后的活塞进行尺寸、形状、表面质量等各项检测与验收，确保活塞的质量符合要求。
二、发动机活塞的夹具设计夹具是用于固定工件，使其在加工过程中保持正确的位置和姿态的工具。
发动机活塞的夹具设计需要考虑以下因素：1.夹紧力：夹具需要具备足够的夹紧力，以确保活塞在加工过程中不会发生位移或松动。
2.夹持方式：根据活塞的形状和结构特点，选择合适的夹持方式，如机械夹持、气动夹持、液压夹持等。
3.支撑和定位：夹具需要提供适当的支撑和定位，使活塞在加工过程中保持正确的位置和姿态。
4.可调性：夹具需要具备一定的可调性，以适应不同型号、规格的活塞加工。
5.便捷性：夹具的操作简单、快速，能够提高加工效率和工作人员的工作舒适度。
6.辅助工具：夹具需要配备适当的辅助工具，如量具、标尺等，以便进行调试和检测。
7.安全性：夹具需要具备足够的安全性，避免在加工过程中对工作人员和设备造成伤害。
总结：发动机活塞的加工工艺和夹具设计对活塞的质量和性能具有重要影响。
加工工艺需要经历原料准备、粗车、精车、铆装、表面处理、热处理、精密加工等多个环节。
夹具设计需要考虑夹紧力、夹持方式、支撑和定位、可调性、便捷性、辅助工具和安全性等因素。
通过合理的加工工艺和夹具设计，可以提高活塞的质量和性能，确保发动机的正常运行。
汽车发动机活塞材质的选取及发展趋势活塞被称为发动机的心脏。
它是发动机中最重要的零件之一。
其功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转。
在发动机工作时，活塞直接与瞬时温度2200摄氏度的高温气体接触，其顶部温度达300℃~400℃，且温度分布不均匀；在做功行程时活塞顶部承受着很大的气体压力，汽油机达4MPa~5MPa，柴油机高达8MP~9MPa，甚至更高；此外，活塞在气缸内往复运动线速度可达11m／s~16m／s；在这种恶劣的条件下工作。
活塞承受着高温、高压的热负荷和机械负荷。
因此活塞作为汽车发动机中传递能量的一个非常重要的构件，对其材料具有特殊的要求：密度小、质量轻、热传导性好、热膨胀系数小；并具有足够的高温强度、耐磨和耐蚀性能、尺寸稳定性好。
另外还应具有容易制造、成本低廉的特点。
伴随着汽车发动机的不断发展与进步，人们对活塞材料的研究与应用也取得了长足的发展。
铝合金活塞材料的发展应用概况世界上最早的汽车发动机活塞是铸铁的。
1911年，铝合金材料以其质轻、良好热传导性以及较低的热膨胀系数等特点的得到人们的关注并开始用于制造活塞。
1920年一种Al-Cu-Ni-Mg系合金正式成功地应用于汽车发动机活塞，从而证明了铸造铝合金作者简介：1、AI-Cu-Ni-Mg系合金该系合金于1920年开始就在英国得到应用。
其典型合金代号有LMl4(英)、SAE39(美)、AC5A(日)。
该类合金的优点是良好的高温强度、导热性、延伸率及耐磨性；但因其线膨胀系数和密度较大，铸造性能差且含有较多贵重金属价格较贵而被淘汰。
2、AI-Cu-Si系合金这类合金的优点是：由于含有一定量的硅，铸造性能较好，切削加工性能也有所改善；在常温和高温下均有较好的机械、物理性能。
在70年代之前，该类合金曾是前苏联等国应用最广泛的一种材料，我国的解放牌CAl0A、CAl0B、CAl0C型汽车活塞也采用此合金。
其典型合金代号有SAE300(美)、A110B(俄)、AC2A(日)。
活塞零件的机械加工工艺规程活塞是内燃机的重要部件之一，其机械加工工艺规程对于活塞的质量和性能具有重要影响。
下面将从活塞零件的材料选择、加工工艺流程、加工设备和工具选择等方面介绍活塞零件的机械加工工艺规程。
一、材料选择活塞零件的材料通常采用高强度铝合金，如Al-Si-Cu-Mg系列铝合金。
在选择材料时，应考虑到材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，同时还要考虑到材料的可加工性和成本等因素。
二、加工工艺流程活塞零件的加工工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 铸造成型：将铝合金熔化后，通过铸造成型的方式制造出活塞的初步形状。
2. 粗加工：将铸造成型后的活塞进行粗加工，包括车削、铣削、钻孔等工艺，以达到初步的尺寸和形状要求。
3. 热处理：将粗加工后的活塞进行热处理，以提高其强度和硬度等性能。
4. 精加工：将经过热处理的活塞进行精加工，包括车削、磨削、抛光等工艺，以达到最终的尺寸和形状要求。
5. 表面处理：对精加工后的活塞进行表面处理，包括喷涂、阳极氧化等工艺，以提高其耐磨性和耐腐蚀性等性能。
三、加工设备和工具选择1. 车床：活塞的车削加工通常采用数控车床进行，以保证加工精度和效率。
2. 铣床：活塞的铣削加工通常采用数控铣床进行，以保证加工精度和效率。
3. 磨床：活塞的磨削加工通常采用内圆磨床和平面磨床进行，以保证加工精度和表面质量。
4. 刀具：活塞的加工刀具通常采用硬质合金刀具和陶瓷刀具等高硬度刀具，以保证切削效率和切削质量。
总之，活塞零件的机械加工工艺规程对于活塞的质量和性能具有重要影响。
在加工过程中，应根据活塞零件的材料特性和加工要求，选择合适的加工工艺流程、加工设备和工具，以保证活塞的加工质量和性能。
发动机活塞的改装发动机是汽车重要的核心部件，它的性能决定着汽车的动力和运行状态。
发动机中最为重要的部件之一就是活塞，它是将燃油的能量转化为机械能的重要部分。
然而，市面上出售的发动机活塞，往往并不能达到车主的需求。
因此，对活塞进行改装，一方面可以提高发动机的性能，另一方面还能保证汽车的安全性。
1. 活塞材质首先需要考虑的是活塞的材质选择。
市场上常见的活塞材质有铝合金、钢铁、铸钢和铸铁等。
其中，铝合金活塞是最为常见的，它轻盈耐用，且具有良好的导热性能。
不过，由于铝合金活塞的强度相对较低，对功率较高的发动机并不合适。
如果要提高发动机的输出功率，可以考虑选择铸钢或钢铁材质的活塞。
这两种材质的活塞强度都非常高，能够承受更大的压力和热量。
此外，钢铁活塞还有良好的耐磨性能，能够减少活塞和缸套之间的磨损，延长汽车的使用寿命。
2. 活塞形状除了材质，活塞的形状也是决定发动机性能的重要因素。
市面上常见的活塞类型有圆筒形、凸轮形和桶形等。
其中，圆筒形活塞是最为常见的，它在制造方面较为简单，适用于功率较低的发动机。
如果要提高输出功率，可以选择凸轮形或桶形活塞。
凸轮形活塞的顶部凸起，能够提高燃烧室的压力，从而提高发动机输出功率。
桶形活塞则可以提高活塞的稳定性，在高速旋转时能够更好地适应运动状态。
3. 活塞直径活塞直径和发动机的输出功率密切相关。
一般来说，直径越大的活塞所能容纳的气体体积就越大，燃烧能力也就越强。
然而，如果活塞直径选得过大，会对汽车的动力性和燃油经济性产生不良影响。
因此，在考虑活塞直径时，需要综合考虑发动机的具体情况，选择合适的尺寸。
4. 活塞表面处理活塞表面的处理方式也是影响发动机性能的一个重要因素。
市面上有许多不同的表面处理方式，如陶瓷涂层、镀铬、涂滑石粉等。
这些处理方式都可以减少活塞和缸套之间的摩擦，提高发动机的效率。
其中，陶瓷涂层是最为常用的一种处理方式，它具有很好的耐磨性和耐高温性能，可以有效延长活塞的使用寿命。
发动机活塞加工工艺及夹具设计引言：一、发动机活塞加工工艺1.铸造：根据发动机活塞需求的材料，采用铸造工艺将活塞进行初步成型。
铸造过程中需要注意控制铸造温度、压力和金属液体的流动速度，以确保活塞的形状和尺寸精度。
2.粗加工：铸造后的活塞需要进行粗加工，包括切割、车削和铣削等。
这一步骤主要是为了去除铸造余砂、提高活塞的表面粗糙度和尺寸精度。
3.热处理：经过粗加工后的活塞需要进行热处理，以提高材料的硬度和耐磨性。
常用的热处理方法包括淬火、回火和正火等，需要根据活塞材料的特性选择合适的方法。
4.精加工：热处理后的活塞需要进行精加工，以确保活塞的表面光洁度和几何形状的精度。
精加工包括研磨、车削和铣削等。
5.表面处理：经过精加工后的活塞需要进行表面处理，以提高活塞的耐磨性和耐蚀性。
常用的表面处理方法包括镀铬、电镀和喷涂等。
6.检测和质检：经过表面处理后的活塞需要进行检测和质检，以确保活塞的尺寸精度和质量符合要求。
常用的检测方法包括三坐标测量、显微镜观察和硬度测试等。
二、发动机活塞加工夹具设计1.夹具的选材：夹具需要具有足够的强度和刚度，以确保加工过程中的稳定性和精度。
常用的夹具材料包括铸铁和钢等。
2.夹具的结构设计：夹具的结构设计需要根据活塞的形状和加工过程的特点来确定。
一般来说，夹具需要包括定位装置、夹紧装置和支撑装置等。
3.夹具的定位装置：夹具的定位装置用于确保活塞在加工过程中的位置精度。
常用的定位装置包括圆锥销、导销和定位块等。
4.夹具的夹紧装置：夹具的夹紧装置用于固定活塞，以确保加工过程中的稳定性和精度。
常用的夹紧装置包括螺纹装置、气动装置和液压装置等。
5.夹具的支撑装置：夹具的支撑装置用于支持活塞，以减小加工过程中的振动和变形。
常用的支撑装置包括支撑板、支撑块和支撑铁等。
结论：发动机活塞加工工艺及夹具设计对于提高活塞的加工效率和产品质量起着重要的作用。
合理选择加工工艺和设计夹具是确保活塞加工质量的关键。
汽车发动机活塞复合材料的选择与加工作者王维(单位：湖北汽车工业学院)摘要汽车材料的选择是机械设计与制造工作中重要的基础环节，自始至终地影响整个设计过程。
本文旨在探索制作汽车发动机活塞更好的复合材料，并说明发动机活塞材料成型的过程和未来发展的前景。
主要从使用性能、工艺性能、经济性、可靠性、环境影响方面，通过全面的具体的分析，合理地确定了制作发动机活塞的相对更好的材料，最终铝基复合材料以价格便宜、容易成型以及研究结果较为成熟等特点被确定为作为制作活塞的复合材料。
另外对如何提高所选材料的性能，通过查阅大量资料，给出了具体的工艺流程。
同时就发动机活塞的未来发展前景方面，给出了较多的较为实际思路。
最后给出如何在本国更好地发展给了几点建议。
英文摘要this paper introduces the basic development of the internalCombustion engine piston position and found that the production of light weight pisto n can reduce fuel consumption, reduce noise, and extend piston life and reduce emissi ons, improve the environment. And the piston of an internal combustion engine worki ng conditions and failure modes analysis determines the piston material you want to h ave the characteristics of the metal matrix composites. And from the current developm ent status of the metal matrix composites, locking the aluminum matrix composite ma terial as the internal combustion engine piston and magnesium matrix composites. An d analysis of both performance and processing methods. In terms of use of performa nce, process performance, economy, reliability, environmental impact of aluminum m atrix composites and magnesium matrix composites were compared, and ultimately de termine the aluminum matrix composites as the internal combustion engine piston pro duction of materials关键词发动机活塞；陶瓷材料；铝基复合材料1、零件的工作条件、失效方式及性能要求活塞是汽车发动机的“心脏”，用来承受气体压力，并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
活塞承受交变的机械复合和热负荷，是发动机中工作条件最为恶劣的关键零部件之一。
工作条件：（1）高温条件，活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000到2500℃，因而活塞顶的温度也很高。
温度分布不均匀，有很大的热应力。
（2）高压条件，高压包括两方面，一方面活塞组在工作中受周期性变化的气压力直接作用，另一方面活塞组在气缸里作高速往复运动产生很大的往复惯性力。
（3）高速滑动，内燃机在工作中所产生的侧向力是比较大的，特别是在短连杆内燃机中。
（4）交变的侧压力，活塞上下行程时活塞要改变压力面，侧向力方向不断变化，造成了活塞在工作时承受交变的侧向载荷。
失效方式：（1）活塞磨损。
在发动机工作时，活塞环槽与活塞、活塞销座孔与活塞销、活塞裙与缸壁分别都构成了摩擦。
(2)机械损伤。
原因有：燃烧室中有异物，气头头部撞击活塞顶。
(3)活塞烧熔。
活塞烧熔多发生在活塞顶部和第一、二活塞环槽处，一般以顶面的熔洞、穿孔和头部圆周处槽状缺口为主要形式。
性能要求：（1）热强度高。
在高温下仍有足够的机械性能，使零件不致损。
（2）导热性好，吸热性差。
以降低顶部及环区的温度，并减少热应力。
（3）膨胀系数小。
使活塞与气缸间能保持较小间隙。
（4）比重小。
以降低活塞组的往复惯性力，从而降低了曲轴连杆组的机械负荷和平衡配重（5）有良好的减磨性能。
即与缸套材料间的摩擦系数较小，耐磨、耐蚀。
（6）工艺性好，低廉。
工艺性好，易于加工。
低廉，适合大批量生产。
2、零件材料的初步选择世界上最早的汽车发动机活塞是铸铁的。
1911年，铝合金材料以其质轻、良好的热导性以及较低的热胀系数等特点得到人们的关注并开始于制造活塞。
在满足内燃机轻量小型化、可靠性和耐久性的情况下，发动机向着高速、大功率、大压缩比的方向发展，其燃烧室内的温度和压力变得更高，以往使用的铝合金已达到或接近使用极限。
为此，铝基复合材料活塞的开发近年来受到了高度重视。
美、日及欧洲工业发达国家在这方面已取得了重要进展，并在车用柴油机上迅速得到了推广。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
铝基复合材料比强度和比刚度高，高温性能好，更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，热胀系数低。
同其他复合材料一样，它能组合特定的力学和物理性能，以满足产品的需要。
因此，铝基复合材料是制作活塞的理想材料之一。
陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨、耐腐蚀、弹性模量高、抗压强度大等优点。
陶瓷是各种氧化物、氮化物、碳化物等无机非金属材料的通称。
全陶瓷活塞目前还无成功应用的实例，但组合式陶瓷活塞已在发动机上得到了一定的应用。
陶瓷活塞可以提高发动机的工作温度，从而大大提高效率。
陶瓷具有较高的高温强度和热传导性，可延长发动机的使用寿命。
因此，陶瓷材料也可作为制作活塞的理想材料之一。
3、零件的候选材料【至少两种，说出类型（热固性或热塑性）；基体相、增强相；增强机制】3.1铝基复合材料基体铝及其合金，增强相颗粒，增强机制为颗粒增强机制，类型为热固性材料，机理为颗粒阻碍基体位错运动强化不均匀变形引起位错增殖强化。
铝基复合材料比强度和比刚度高，高温性能好更耐疲劳和更耐磨阻尼性能好，热膨胀系数低。
按照增强体的不同,铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。
纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高,尺寸稳定性好等一系列优异性能,但价格昂贵，目前主要用于航天领域,作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。
颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件等。
目前铝基复合材料增强颗粒材料有SiC、AL2O3、BN等。
3.2陶瓷材料陶瓷是用于汽车发动机上的新材料，具有质量轻、耐磨、绝热性好、高温强度大等优点。
陶瓷材料是多相多晶体材料，结构中同时存在着晶体相、玻璃相合气相（气孔）。
各组成相的结构、数量、形态、大小和分布均对陶瓷性能有显著影响。
人们经过多年努力，已探索出若干韧化陶瓷的途径包括纤维增韧、晶须增韧、变相增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。
活塞陶瓷化的主要优点有：(1)可实现部分或全部绝热，从而取消冷却系统并且回收废气能量降低油耗；(2)降低高强化柴油机活塞的温度，特别是环槽的温度；(3)改善排放。
活塞的陶瓷化大致有两种方式；一种是采用陶瓷镶块，材料有钛酸铝和氧化锆以及反应烧结氮化硅等；另一种方法是采用陶瓷涂层,常用材料为氧化锆。
据报道日本已开发出陶瓷涂层和双层陶瓷结构活塞,美国福特公司等还试验过全陶瓷活塞,取消了活塞环与陶瓷气缸套配对在无润滑条件下工作。
由于陶瓷的脆性,复杂的制造技术和高成本,要使陶瓷活塞大规模地应用于内燃机,还需要做许多工作。
国内一些高校和研究单位也在开展这方面的研究工作。
据介绍,东南大学推出的陶瓷纤维增强复合材料铝活塞已在汽车发动机、大马力柴油机上得到应用,可使活塞使用寿命提高3倍到5倍,并提高发动机功率,减少燃油消耗和废气排放。
与普通铝合金相比,高温抗拉强度提高20 %到40 % ,线膨胀数降低20 %。
4、候选材料成形或加工方法的选择4.1铝基复合材料（1）粉末冶金法粉末冶金法是最早用来制造铝基复合材料的方法,是一种比较成熟的工艺方法。
采用粉末冶金法时,首先将颗粒增强物和铝合金粉末用机械手段均匀混合,进行冷压实,然后加热除气,在液相线与固相线之间进行真空热压烧结,得到复合材料的坯料,在将坯料进行挤压、轧制、锻造、拉拔等二次加工就可制成所要的型材零件。
该法中铝合金粉末和增强物混合均匀是整个工艺的关键,因此应使二者的粒度相差不要太大,如对SiC/Al的粒度比为1:0.7时比1:0.3更容易混合均匀。
粉末冶金法的优点是可将增强物颗粒和铝合金粉按任意比例混合,而且混合均匀性好,不会出现偏析和偏聚,制备的复合材料机械性能较高。
但粉末冶金法制造工艺及装备复杂,生产成本高。
（2）高能-高速固结工艺这种工艺是在短时间内使陶瓷颗粒和铝合金粉末的混合物受到高脉冲电流的放电作用后,迅速提高能量,并在较小外力作用下,使之固结成复合材料的工艺。
高能量高速度脉冲有利于将冷模中的导电粉体快速加热到指定温度,从而控制相变和组织粗化,这是常规粉末冶金工艺无法实现的。
高能-高速固结工艺可使复合材料的相对密度达95%以上。
（3）压力浸渗工艺压力浸渗工艺是先将增强体制成预制件,再将预制件放入模具后,以惰性气体或机械装置为压力媒体将铝液压入预制件的间隙,凝固后即形成复合材料。
这种工艺简单,但预制件中的气体不易在凝固前排出而造成气孔与疏松,同时预制件也易产生变形和偏移。
因此在此基础上提出了真空压力浸渗工艺, 即将预制件放入位于承压容器中的模具内,抽出预制件内的气体后,将熔融铝液由通道压入模具内,使之浸渗预制件。
此工艺需要专用设备,但制品质量高,同时增强体含量可以很高。
（4）反应自生成法反应自生成法分为固态自生成法和液态自生成法,这两种方法的共同点是在基体中通过反应生成增强相来增强金属基体。
固相反应自生成法是将预期构成增强相的两种组分均匀混合,加热到基体熔点以上温度,当达到反应温度时,两元素发生放热反应,温度迅速升高,在基体溶液中生成弥散颗粒增强物。
