汽车发动机活塞销地选材与热处理实用工艺课程设计
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车用活塞课程设计
车用活塞课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解活塞在汽车发动机中的基本作用和重要性。
2. 学生能够掌握活塞的构造、工作原理及其相关术语。
3. 学生能够描述活塞运动对发动机性能的影响。
技能目标：1. 学生能够通过观察和实验，分析活塞在发动机中的运动规律。
2. 学生能够运用所学的知识，解释活塞与连杆、曲轴等部件的配合关系。
3. 学生能够设计简单的活塞运动模型，提升动手操作与问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣，激发学习内驱力。
2. 学生能够认识到科技发展对汽车行业的影响，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生能够通过团队合作，培养沟通与协作能力，形成积极向上的学习氛围。
课程性质：本课程为汽车维修与检测专业的高年级课程，以实践性和应用性为主。
学生特点：学生具备一定的汽车基础知识，具有较强的动手操作能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习，使学生达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 活塞基本概念：活塞的定义、作用及其在发动机中的位置。
- 教材章节：第三章“发动机工作原理与构造”，第1节“活塞与连杆组件”。
2. 活塞构造与工作原理：- 活塞头部、裙部、销轴等部件的结构与功能；- 活塞与气缸的配合关系；- 活塞在发动机工作循环中的运动规律。
- 教材章节：第三章“发动机工作原理与构造”，第2节“活塞运动与发动机性能”。
3. 活塞材料与性能：- 常见活塞材料的特点及选择依据；- 活塞的热处理工艺；- 活塞的耐磨性能分析。
- 教材章节：第三章“发动机工作原理与构造”，第3节“活塞材料与性能”。
4. 活塞故障诊断与维修：- 活塞常见故障类型及其原因；- 活塞故障诊断方法；- 活塞维修工艺及注意事项。
- 教材章节：第四章“发动机维修”，第1节“活塞与连杆维修”。
5. 实践操作：- 活塞拆卸与安装；- 活塞检查与测量；- 活塞故障案例分析。
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，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。
活塞设计课程设计
活塞设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过活塞设计的学习，让学生掌握活塞的基本结构、工作原理和设计方法。
具体目标如下：1.了解活塞的定义、分类和应用领域。
2.掌握活塞的材料选择、形状设计和尺寸计算。
3.理解活塞在发动机中的工作原理和作用。
4.能够分析活塞的结构和性能要求，进行合理的设计。
5.能够运用相关软件或工具进行活塞的绘制和模拟。
6.能够进行活塞的实验操作，观察和分析实验结果。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械工程的兴趣和热情，提高学生对活塞设计的认识和重视。
2.培养学生团队合作和解决问题的能力，使学生在活塞设计过程中能够积极思考和创新。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.活塞的基本概念和分类：介绍活塞的定义、特点和应用领域，分析不同类型的活塞及其应用场景。
2.活塞的材料选择：讲解活塞材料的性能要求，介绍常用活塞材料的特点和选择依据。
3.活塞的结构设计：教授活塞的形状设计、尺寸计算和强度分析，引导学生进行活塞结构的设计和实践。
4.活塞的工作原理和作用：解析活塞在发动机中的工作过程，阐述活塞在动力传递和燃烧过程中的作用。
5.活塞的实验和测试：安排活塞实验操作，让学生通过实验观察和分析活塞的性能和工作效果。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，传授活塞设计的基本知识和原理。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享活塞设计的思路和经验，促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法：分析具体的活塞设计案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。
4.实验法：安排活塞实验操作，让学生通过实际操作观察和分析活塞的性能和工作效果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的活塞设计教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关的活塞设计参考书籍，丰富学生的知识储备。
活塞零件课程设计
活塞零件课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握活塞零件的基本结构、工作原理及其在发动机中的作用；2. 使学生了解活塞零件的材料、加工工艺及其对发动机性能的影响；3. 帮助学生理解活塞零件的故障类型、原因及其维修方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析活塞零件结构、性能及故障问题的能力；2. 提高学生动手实践能力，学会使用工具对活塞零件进行检查、维修；3. 培养学生团队协作能力，能在小组讨论中积极参与，共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对汽车维修专业的学习兴趣，培养其敬业精神；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，注重安全生产和环保意识；3. 培养学生遵守职业道德，尊重他人，具有良好的沟通和团队协作精神。
课程性质：本课程为汽车维修专业课程，注重理论与实践相结合，强调动手操作能力的培养。
学生特点：学生为中职二年级学生，具有一定的基础知识和动手能力，对汽车维修感兴趣，但学习主动性需提高。
教学要求：教师应采用启发式、讨论式教学方法，结合实际操作，引导学生主动学习，提高其分析问题和解决问题的能力。
同时，注重培养学生的职业道德和安全意识。
通过本课程的学习，使学生达到预定的学习成果，为后续课程和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 活塞零件的基本概念：包括活塞、活塞环、活塞销等零件的结构、材料及工作原理；教材章节：第二章“发动机活塞零件”2. 活塞零件的加工工艺：介绍活塞零件的铸造、机械加工、表面处理等工艺过程；教材章节：第二章“发动机活塞零件”3. 活塞零件的作用及性能要求：讲解活塞零件在发动机中的作用，分析其对发动机性能的影响；教材章节：第二章“发动机活塞零件”4. 活塞零件故障诊断与维修：分析活塞零件的常见故障类型、原因，介绍故障诊断方法及维修技巧；教材章节：第三章“发动机活塞零件的维修”5. 实践操作：组织学生进行活塞零件的拆装、检查、维修等实践活动；教材章节：第四章“发动机活塞零件的实践操作”教学进度安排：第一周：活塞零件的基本概念、作用及性能要求；第二周：活塞零件的加工工艺；第三周：活塞零件故障诊断与维修；第四周：实践操作。
活塞销加工工艺规程设计
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。
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。
活塞销加工工艺设计
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！。
发动机活塞课程设计
发动机活塞课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解发动机活塞的基本结构及其在发动机工作中的作用。
2. 学生能掌握活塞运动原理，了解活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系。
3. 学生能解释活塞环的作用，了解不同类型的活塞环及其适用范围。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析活塞在发动机中的运动过程，并绘制出简单示意图。
2. 学生能够通过实际操作，正确拆装发动机活塞，了解活塞的检查与维护方法。
3. 学生能够运用测量工具，对活塞相关尺寸进行测量，并判断其是否符合技术要求。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习发动机活塞，培养对汽车维修行业的兴趣，提高职业素养。
2. 学生在学习过程中，能够积极思考、主动探究，形成良好的学习习惯。
3. 学生能够认识到发动机活塞在汽车性能中的重要性，增强环保意识和责任感。
课程性质：本课程为汽车运用与维修专业课程，侧重于发动机活塞的结构、原理与维护。
学生特点：学生为中职一年级学生，具备一定的汽车基础知识，但对发动机活塞的了解较少。
教学要求：课程以理论与实践相结合的方式进行，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
教学过程中，教师应引导学生主动参与，激发学生的学习兴趣。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 发动机活塞结构认知- 活塞的组成部分及功能- 活塞裙、活塞销、活塞头的结构特点- 活塞环的类型及安装位置2. 活塞运动原理- 活塞在发动机工作循环中的运动过程- 活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系- 活塞行程与发动机性能的关系3. 活塞环的作用与选型- 活塞环的密封作用- 活塞环的材料与结构- 活塞环的选型原则4. 活塞的拆装与检查- 活塞拆装工具的使用方法- 活塞的拆装步骤及注意事项- 活塞及活塞环的检查方法5. 活塞的测量与判定- 活塞直径、活塞行程的测量方法- 活塞磨损、划伤的判定标准- 活塞修理与更换的依据本教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计
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。
活塞的机械制造课程设计
活塞的机械制造课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解活塞的基本结构、功能及其在内燃机中的重要作用。
2. 学生能掌握活塞的材料选择、机械加工工艺及其装配要求。
3. 学生能了解活塞工作环境对材料性能的影响，以及相应的解决措施。
技能目标：1. 学生能运用图纸识别活塞各部分结构，进行简单的尺寸测量。
2. 学生能通过实例分析，选择合适的材料及加工工艺，设计活塞制造方案。
3. 学生能通过小组合作，模拟活塞的机械加工过程，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械制造的兴趣，激发其探究内燃机工作原理的欲望。
2. 培养学生严谨、细致、协作的工作态度，使其认识到质量在生产过程中的重要性。
3. 增强学生的环保意识，让其明白绿色制造在活塞生产中的应用和意义。
课程性质：本课程为技术类课程，以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点：初三学生具有一定的物理知识和动手能力，对机械制造有一定的兴趣，但缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力，提高其解决实际问题的能力。
将目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 活塞的基本结构与功能- 活塞的组成部分及其在内燃机中的作用- 活塞头部、裙部、环槽等关键部位的形状与功能2. 活塞的材料选择- 常见活塞材料的特点与应用- 材料性能与活塞工作环境的关系- 选择活塞材料的原则与方法3. 活塞的机械加工工艺- 活塞加工的基本工艺流程- 铸造、锻造、机械加工等工艺的特点及应用- 精密加工技术在活塞制造中的应用4. 活塞的装配与检测- 活塞组件的装配工艺与要求- 活塞间隙的调整与检测方法- 装配质量的评价标准与控制措施5. 案例分析与实践操作- 分析典型活塞制造案例，了解实际生产中的工艺选择与应用- 实践操作：小组合作，模拟活塞的铸造、机械加工等过程- 操作过程中注意事项，安全规范及质量要求教学内容安排与进度：第一课时：活塞的基本结构与功能，材料选择第二课时：活塞的机械加工工艺第三课时：活塞的装配与检测，案例分析与实践操作本教学内容依据课程目标，结合课本相关章节，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
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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。
这样既提高了表面硬度和耐磨性，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，只适应于表面耐磨、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。
（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表面渗碳硬化处理用钢。
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2 20Cr钢的成分及含量（质量百分数）各元素的作用：碳（C）：使基体达到一定的强韧度主要贡献元素。
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降低相变∆Gγ→α驱动力使奥氏体等温转变曲线右移，提高淬透性；奥氏体形成元素，降低钢的A1温度，促进颗粒长大，增大钢的过热敏感度；Mn促进有害元素在晶界上的偏聚，增大钢的回火脆性倾向。
硅（Si）：有利于铁素体组织的形成，在钢中不形成碳化物，主要固溶于铁中。
对奥氏体形成速度无甚影响，可升高A1点，相对的减缓了奥氏体的形成速度。
对加热时奥氏体晶粒大小稍有阻碍或不起作用，可推迟珠光体相变使C曲线右移，Ms点降低，提高过冷奥氏体的稳定性，从而降低淬火临界冷却速度，提高钢的淬透性。
显著地减慢马氏体在较低温度的分解，显著阻碍碳化物的聚集，阻碍钢在回火时消除各类畸变的作用，从而增强了钢的回火稳定性。
可提高a相的再结晶温度，可使钢回火脆性显著增强。
表3 20Cr钢的临界温度5 零件的加工路线制定活塞销的制造工艺路线有多种，主要分为三个类别：（1）挤压成形：棒料→退火→磷化→冷挤压→渗碳→淬火→回火→精加工→成品。
（2）钻削加工成形：棒料→粗车外圆→渗碳→钻孔→淬火→回火→精加工→成品。
（3）管料制造：棒料→热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火→回火→精加工→成品。
大量生产的活塞销均为冷挤压或温挤压成形，产量较少的活塞销则采用钻削加工成形或管料制造。
冷挤压成形具有以下特点：①挤压零件尺寸准确表面光洁②节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到80%以上。
如解放牌汽车活塞销动切削加工材料利用率为43.3%，而用冷挤压时材料利用率提高到92%。
③生产率高④冷挤压件强度高、刚性好而重量轻。
本次设计采用冷挤压成形渗碳处理。
具体工艺路线：棒料→软化退火→磷化→冷挤压→渗碳→淬火→回火→精加工→成品。
6 具体工艺6.1软化退火棒料在冷挤压前的退火目的是：降低硬度，提高塑性，为冷挤压工艺作准备。
（1）本次设计采用完全退火工艺完全退火：指将钢件或钢材加热至Ac以上30℃~50℃，保温一定时间后缓3慢冷却，获得接近平衡组织的热处理工艺。
所谓“完全”是指在加热和冷却过程中钢的部组织全部进行了相变重结晶。
完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻件和热轧钢材等。
完全退火随炉缓冷的冷却速度一般小于30℃/h。
在实际生产中，为了提高生产效率，随炉冷却至500℃左右即可出炉空冷。
其主要目的：细化晶粒和改善组织（如消除中碳结构钢和锻轧件中常见的氏组织、过热组织和带状组织）、消除应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。
（2）退火温度20Cr的Ac3温度为836℃，完全退火温度为Ac3以上30℃~50℃，所以本次退火温度选用860℃.（3）升温速度查热处理手册可得低合金钢：<100℃/h（4）保温时间按照查手册得到的退火经验，保温时间为：1.5~2min/mm。
本次设计的活塞销有效厚度为（38-25）/2=6.5mm,6.5*2=13min。
考虑到工件尺寸小，多个工件同时加热保温，所以退火保温时间选择30min。
（5）退火设备选择热处理电阻炉是以电为能源的，通过炉电热元件将电能转化为热能而加热工件的炉子，是一种造价相对便宜的炉子，以降低成本。
中温箱式电阻炉可用于退火、正火、回火或固体渗碳等。
本次退火设备选用RX3-15-9型中温箱式电阻炉，额定功率15kw，最高工作温度950℃，炉膛尺寸：600*300*250mm，最大装载量80kg。
（6）装炉方式紧密型排列装炉，即如下图2所示：图2 装炉方式活塞销质量为0.514kg,做大装载量的85%为68kg,所以，一次装炉量为≤130件。
（7）退火方式在退火保温过程中，为防止脱碳或渗碳，须在炉滴入甲醇。
另外，为保证生产效率，当随炉冷至600℃时，出炉坑冷，坑冷时也要通入放热式控制气氛保护防止脱碳。
表4 退火的具体工艺参数图3 退火的工艺曲线图6.2 渗碳渗碳的选择：化学热处理主要是渗碳、渗氮、碳氮共渗。
渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗氮：指在一定温度下，使活性氮原子渗入到工件表面的一种热处理方法。
渗氮件具有高的表面硬度及耐磨性，高的疲劳强度和耐腐蚀性，且工件变形小。
但是渗氮工艺的生产周期长，生产成本高，渗氮层较薄（一般在0.5mm左右），且脆性高，不能承受太高的接触应力和冲击载荷，不能满足活塞销的要求。
碳氮共渗：是指在奥氏体状态下，同时将碳、氮两种元素渗入工件表面层，并以渗碳为主的化学热处理工艺。
目的是在保持工件部具有较高韧性的条件下，得到高硬度、高强度的表面层，以提高工件的耐磨性和疲劳性能。
活塞销主要是要求表面强度，考虑到工艺复杂和经济因素。
本次不需要选择碳氮共渗。
（1）渗碳方法的比较①固体渗碳法：优点：(a)设备便宜，操作简单，不需要高技术。
(b)加热用热源，可用电气、瓦斯、燃料油。
（c）大小工件均匀，尤其对大型或需原渗碳层者有利。
（d）适合多种少量生产。
缺点：（a）渗碳层深度及表面碳浓度不易正确调节，有过剩渗碳的倾向。
处理件变形大。
（b）渗碳终了时不易直接淬火，需要加热。
（c）作业环境不良，作业人员多。
②液体渗碳法优点：（a）适合中小量生产，设备费用低，不需要高技术。
（b）容易均热、极速加热，可直接淬火。
（c）适合小件，薄渗碳层处理件。
（d）渗碳均匀，表面光滑。
缺点：（a）不适于大型处理件的深层渗碳。
（b）盐浴组成易变动，管理上麻烦。
（c）有毒、排气或公害问题。
（d）处理后，表面附着盐类不易洗净，易生锈。
（e）难以防止渗碳，有喷溅危险。
③气体渗碳法优点：（a）操作方便(b)加热快，渗碳过程短(c)有可能较准确地控制渗碳层的浓度，逐渐实现生产过程中的计算机群控。
(d)可以直接淬火(e)辅助工序少(f)占用车间面积少(g)清洁卫生，劳动条件好缺点：（a）设备费昂贵。
（b）处理量少时成本高。
（c）需要专业知识。
综合以上各种渗碳方法的优缺点，和活塞销的性能要求，本次渗碳选用气体渗碳中的“滴注式可控气氛渗碳法”。
滴注式可控气氛渗碳法是目前生产上常用的渗碳方法，即向渗碳炉中同时滴入两种液体，一种液体产生的气体碳势较低，作为稀释气体；另一种液体产生的气体碳势较高，作为富化气，通过改变两种液体的比例，可使工件表面含碳量控制在所要求的围。