柱塞热处理工艺课程设计
油泵柱塞套的热处理工艺制定详解
油泵柱塞套的热处理工艺制定详解油泵柱塞套是一种重要的零部件，它通常用于燃油喷射系统中，主要承担着油泵柱塞的工作。
为了保证油泵柱塞套的性能和使用寿命，需要对其进行热处理，以增加材料的硬度和耐磨性。
下面将详细阐述油泵柱塞套的热处理工艺制定过程。
首先需要选择合适的材料。
油泵柱塞套通常采用的是高强度合金钢，如20CrMoTi等。
该材料具有较好的机械性能和热处理可塑性，适合用于制作油泵柱塞套。
在选定材料后，第二步是进行前处理。
首先将材料进行锯割，并采用机械加工方法将其加工成为规定的尺寸和形状。
然后将材料进行去毛刺和酸洗处理，以去除表面的氧化物和杂质，保证后续加工和热处理的质量。
第三步是进行加热处理。
油泵柱塞套通常采用的是淬火+回火的工艺。
首先将材料放入加热炉中，进行均匀加热。
加热温度取决于材料的成分和机械性能要求，一般在800℃-860℃之间。
加热时间应保持足够长，以保证材料达到均匀的加热状态。
第四步是进行淬火处理。
在加热到适当温度后，将材料迅速放入淬火介质中，常用的淬火介质有油、水和盐水等。
淬火的目的是使材料迅速冷却，从而使其组织变为马氏体，增加硬度和耐磨性。
淬火介质的选择取决于材料的成分和机械性能要求，应根据具体情况进行合理选择。
第五步是进行回火处理。
淬火后的材料通常会出现内应力过大和脆性较高的问题，通过回火处理可以减轻内应力，并提高材料的韧性。
回火温度一般在150℃-350℃之间，根据具体要求进行合理选择。
回火时间应保持足够长，以保证材料达到均匀的回火状态。
最后一步是进行加工和表面处理。
经过热处理的油泵柱塞套需要进行加工，以达到精密加工的要求。
可以采用车削、铣削等机械加工方法。
加工后，还需要对表面进行处理，如研磨、抛光等，以保证表面的光洁度和平整度。
综上所述，油泵柱塞套的热处理工艺制定过程分为材料选择、前处理、加热处理、淬火处理、回火处理和加工表面处理等几个步骤。
每个步骤都需要根据材料的性能要求和具体情况进行合理选择，并进行严格的操作和控制，以保证油泵柱塞套的性能和使用寿命。
柱塞泵斜盘热处理
柱塞泵斜盘热处理柱塞泵斜盘热处理是柱塞泵制造过程中的一项重要工艺，它对于提高柱塞泵的性能和使用寿命具有重要意义。
本文将介绍柱塞泵斜盘热处理的工艺流程、作用原理以及优点等内容。
一、柱塞泵斜盘热处理工艺流程柱塞泵斜盘热处理是指通过加热和冷却的方式改变柱塞泵斜盘的组织结构和性能。
其工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 材料准备：选择适合的材料作为柱塞泵斜盘的原料，常用的材料有高强度合金钢、不锈钢等。
2. 清洗处理：将材料进行清洗，去除表面的油污、杂质等。
3. 预热处理：将清洗后的材料放入预热炉中，进行适当的预热处理，以消除内应力，为后续加热做准备。
4. 加热处理：将预热后的材料放入加热炉中，进行高温加热，使其达到适当的温度范围。
加热温度和时间的选择需要根据具体材料和工艺要求来确定。
5. 冷却处理：在加热处理完成后，将材料迅速冷却至室温。
冷却方式有多种，常用的方法有水淬、油淬等。
6. 退火处理：通过对冷却后的材料进行退火处理，使其获得一定的硬度和韧性，提高材料的机械性能。
7. 温度调控：对退火后的材料进行温度调控，使其达到适合使用的温度范围。
二、柱塞泵斜盘热处理的作用原理柱塞泵斜盘热处理的主要作用是改变材料的组织结构和性能，从而提高柱塞泵的使用寿命和工作效率。
其作用原理主要有以下几点：1. 组织结构改变：通过加热和冷却的过程，可以使柱塞泵斜盘中的晶体结构发生变化，从而改变材料的硬度、强度和韧性等性能指标。
2. 内应力消除：柱塞泵斜盘在制造过程中可能会产生一定的内应力，通过热处理可以消除这些内应力，提高材料的稳定性和耐久性。
3. 相变调控：柱塞泵斜盘经过热处理后，可以使其中的相变进行调控，从而改善材料的结构和性能，提高柱塞泵的工作效率。
三、柱塞泵斜盘热处理的优点柱塞泵斜盘热处理具有以下几个优点：1. 提高材料的硬度和强度，增加柱塞泵的使用寿命。
2. 改善材料的韧性和抗疲劳性能，提高柱塞泵的工作效率和可靠性。
热处理工艺课程设计-柱塞设计
1前言热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
这次课程设计是在《材料科学基础》、《金属热处理工艺学》、《金属力学性能》、《失效分析》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。
通过该课程设计我们在综合运用所学专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。
总的来说本次热处理与工艺课程设计的目的有（ 1）初步掌握典型零件部件生产工艺过程；（2）掌握典型零件的选材、热处理原则和工艺指定原理；（3）理论联系实际，综合运用基础课及专业课程多方面的知识去认识和分析零部件热处际问题，培养解决问题的能力。
热处理工艺是机械加工过程中的一个重要环节，它与工件设计及其他加工工艺之间存在密切关系。
如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
设计热处理工艺之前，应该准确分析零件图，分析其工作条件，使用性能，技术要求等，才能为下一步材料的选择做准备。
根据上一步的分析和对各种金属材料的学习，选择几种常用材料，并进行对比选择，选出最佳的材料进行下一步的工艺制定。
要想对工艺设计合理的热处理工艺，必须了解所选材料的合金化原理，相变温度以及零件的服役条件，技术要求等，从而制定出合理的退火、正火、淬火、回火的工艺参数。
此外合理的选择热处理设备也是重点之一，准确的选择加热和冷却设备可以确保有效的利用资源! 热处理工艺的最佳方案可以保证零件可以达到所要求的使用性能及质量稳定可靠、工序简单、管理方便、生产效率高、原材料消耗少、生产成本低廉，并能能到节能、环保的要求。
但是单一的热处理工艺方案通常情况是很难达到这几个方面的要求，所以可以根据零件的技术要求，通过几种热处理工艺方案的合理结合达到。
任何零件在进行完热处理工艺后都会产生各种程度的缺陷，所以最后的检验是非常必要的，通过检验才知道是否符合我们的技术要求，我们通过分析这种种因素后才能确定出一种最佳的方案。
柱塞的工艺
柱塞的工艺
柱塞的工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择合适的材料，通常是金属材料，如铝、铜等，根据产品要求制定合适的化学成分和物理性能，然后进行材料切割、磨削等加工步骤，得到合适的柱塞坯料。
2. 粗加工：通过车床、镗床等机械加工设备，对柱塞坯料进行初步的粗加工，如轮廓铣削、挖槽、车削等，以便后续进行细加工。
3. 热处理：将粗加工后的柱塞坯料进行热处理，主要包括退火、淬火等工艺，以改善柱塞的组织结构和性能，提高其硬度和耐磨性。
4. 细加工：对热处理后的柱塞进行进一步的精加工，包括精度加工、外表面抛光、孔加工等，以达到产品要求的尺寸和表面质量。
5. 表面处理：对柱塞的外表面进行处理，如阳极氧化、电镀等，以提高柱塞的抗腐蚀性和装饰性。
6. 检验和装配：对加工后的柱塞进行严格的检验，包括尺寸、表面质量、性能等方面，只合格的柱塞才能进入下一步的装配工序。
7. 包装和出货：将检验合格的柱塞进行包装，通常使用塑料袋、泡沫箱等包装材料，然后进行出货，送往客户或存放于仓库。
这是柱塞的一般工艺流程，具体的工艺可能会因产品类型、材料和生产设备等因素有所不同。
柱塞常用材料及热处理方法
柱塞常用材料及热处理方法柱塞是一种常见的机械零件，在各种机械设备中都得到广泛应用。
柱塞的主要作用是在缸体内进行往复运动，实现对流体的压缩或释放。
柱塞常用的材料包括钢、铜合金和铝合金等。
钢是一种常用的柱塞材料，具有良好的强度和耐磨性。
根据具体的使用要求和工作环境，常用的钢材包括碳钢、合金钢和不锈钢。
碳钢具有较高的强度和硬度，适合用于高压或高负荷的柱塞。
合金钢可以通过合金添加调整材料的性能，例如添加铬元素可以提高耐腐蚀性能，添加钛元素可以提高耐高温性能。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性能和装饰性，适合用于要求高卫生等级的柱塞。
铜合金是另一种常用的柱塞材料，具有良好的导热性和耐磨性。
常用的铜合金包括黄铜和青铜。
黄铜是铜和锌的合金，具有较高的强度和硬度，适合用于要求高压或高负荷的柱塞。
青铜是铜和锡的合金，具有良好的耐磨性和自润滑性能，适合用于高速运动的柱塞。
铝合金是一种轻便且耐腐蚀的材料，常用于汽车引擎等高速运动的柱塞。
铝合金具有较低的密度和良好的导热性能，可以减轻整体重量，并有助于散热。
此外，铝合金还可以通过热处理来改善材料的性能。
柱塞的热处理方法主要包括退火、正火和淬火等。
退火是指将柱塞加热到一定温度，经过适当保温时间后冷却，目的是消除材料内部的应力和晶界等缺陷，提高材料的韧性和塑性。
正火是指将退火后的柱塞再次加热到较高温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火可以改善材料的硬度和强度，提高柱塞的耐磨性和耐腐蚀性。
淬火是指将柱塞加热到临界温度以上，然后迅速冷却，目的是使材料迅速冷却固化，形成马氏体或贝氏体组织，从而提高柱塞的硬度和耐磨性。
在柱塞的制造过程中，需要根据具体的使用要求选择适当的材料和热处理方法。
材料的选择应考虑柱塞的工作环境、受力情况以及对材料强度、硬度和耐磨性等性能的要求。
热处理则可以根据柱塞的材料和性能要求来优化材料的结构和性能。
通过合理选择材料和热处理方法，可以提高柱塞的使用寿命和性能稳定性。
加工实践任务书——柱塞、圆柱套工艺加工设计
一、目的、意义通过运用“机械制造技术基础”及有关课程内容来分析和解决实际工程问题的。
再由加工制作控制与检测分析，掌握对尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等的检测。
二、任务目标和要求完成“柱塞工艺规程设计”、“圆柱套工艺规程设计”之后，根据指导老师的意见及要求，可以以5~10人的小组为单位，分别完成零件的加工制作，并检验装配完成的零件。
每个学员应独立完成并提交“零件加工制作及检验报告”。
主要是零件制作过程的控制：考虑制作过程中如何保证加工精度，如何检验所提出的尺寸进度、形位精度、表面粗糙度，判断配合是否符合要求（要求在车间条件下，利用千分尺、卡尺、千分表、百分表、检验平台、叫吃、方铁、跳动测量等技术手段完成精度的判断）。
完成上述任务后，钻写实验报告并提交。
三、加工制作控制与检测分析注：加工零件的材料、加工的步骤；为达到加工质量，对尺寸精度、行为精度、表面粗糙度等做了哪些检测？1、加工零件的材料由于精密传动柱塞要求受力、受压情况下进行良好的力和动力的传动，对零件的强度刚度和稳定性要求较高，因此，应采用锻造毛坯，选用硬质材料20Cr作为柱塞材料，并进行渗碳或者淬火处理，硬度要求HRC60左右。
套筒功用类似高压容器，要求有高的耐压强度，选用锻造毛坯，材料选用Q345，耐压强度≥345Mpa。
2、加工步骤柱塞：粗车端面—粗车外圆—半精车端面——半精车外圆—半精车柱塞头—精车柱塞头端面—车端面倒角柱塞套筒：粗车端面—粗车外圆—半精车外圆—半精车端面—钻孔—绞孔—精车外圆—精车外圆端面—车端面倒角3、技术检测1.尺寸精度的检测：（1）对圆柱套筒的长度尺寸和外圆宽度尺寸精度检测；（2）对柱塞的柱塞头长度尺寸精度检测。
2.形位精度的检测：（1）对圆柱套筒的外圆柱面的圆度的检测；内圆柱面的同轴度的检测。
（2）对柱塞的柱塞头的垂直度、圆度的检测；柱塞轴的圆跳动的检测。
3.表面粗糙度的检测:(1) 对圆柱套筒的外圆柱面和内圆柱面的表面粗糙度的检测；（2）对柱塞的柱塞头的表面粗糙度的检测。
柱塞常用材料及热处理方法
650
850
高频淬火
53HRC
1.5 ～2. 0
腐蚀性介质
Crl7Nil2
1000
高频淬火
40HRC
1.0～1.5
腐蚀性介质
30CrMnTi
13
14.5
高频淬火
55HRC
1.5 ～2. 0
腐蚀性介质
lCr8Ni9Ti
2
5.4
镀铬
50-55HRC
0. 1～0. 15
强腐蚀介质
Crl8Nil2Mo3Ti
氮化后HV＞850
QT600-3
6
4.2
20
15
197〜269
2) 曲轴毛坯的热处理要求。曲轴毛坯应经正火处理以减小内应力，提高其强度和韧性，改善切削性能。
粗加工后的曲轴应经回火或正火处理。合金钢曲轴在粗加工后应经调质处理。粗加工后热处理目的是消除内应力， 保证材料必需的力学性能。
热处理后的曲轴应进行低倍和金相组织检査、化学成分分析和力学性能试试验。粗加工后应进行超声波等无损探伤， 精加工后进行磁粉探伤。锻造曲轴不得有裂纹、白点、魏氏组织和明显的气孔、夹层、褶皱、疏松等缺陷。碳素钢 件的化学成分应符合GB/T699—1999的规定，力学性能应进行GB/T699—1999第V组切向试验检查，其结果应符合 GB/T3077—1999的规定。铸件、毛坯中的石墨Z成球状或团状，基体组织的珠光体应占85%以上，而且不许有裂纹、 冷隔和三显的缩松、夹渣、白口、气孔、游离石墨等缺陷，其力学性能应符合GB/T1348—2009的规定。
RC
0．1 ～0. 15
强腐蚀介质
3) 柱塞与十字连接的端面垂直度允差不低于GB/T1184—1996所规定的7级。 4) 柱塞外圆表面应光洁，不允许有凹痕、斑点、毛刺和划痕（尤其是轴向划痕），表面粗 糙度不低于Ｒａ０．８～０．４μm。 5) 柱塞表面须经磁粉探伤，不得有裂纹。 6.曲轴 1)曲轴常用40、45优质碳素钢锻制，也有采用合金钢锻制的。虽然合金钢强度高，但因它对 应力集中极为敏感，而且成本较高，故一般采用较少，通常只用于要求重量轻的高速泵轴上。 成批生产的小型曲轴可采用模锻，而大型曲轴则多采用自由锻或直接采用原岈料（棒料）在 车削后去热处理。 由于铸锻技术的不断发展和完善，球墨铸铁作为曲轴材料也日趋增多。球铸铁也有较高的强 度，而且吸振性能良好，对应力集中不敏感，成本也较大。因此，在中小型泵上采用较多。 曲轴常用材料的力学性能见表3-6。
柱塞加工工艺设计
柱塞加工工艺设计柱塞加工工艺设计是指根据柱塞的要求和加工工艺要求，进行工艺设计和加工方案制定。
以下是柱塞加工工艺设计的详细步骤：1. 材料选择：根据柱塞的使用条件和要求，选择合适的材料。
常用的材料有铝合金、钢材等。
2. 加工工艺选择：根据柱塞的形状、尺寸和要求，选择合适的加工工艺。
常用的加工工艺有车削、铣削、磨削等。
3. 加工工艺路线确定：根据柱塞的加工要求和加工工艺的特点，确定加工工艺路线。
包括加工顺序、加工方法、切削参数等。
4. 外形加工：根据柱塞的外形要求，进行外形加工。
常用的加工方法有车削、铣削等。
根据柱塞的尺寸和形状，选择合适的刀具和工艺参数进行加工。
5. 内孔加工：根据柱塞的内孔要求，进行内孔加工。
常用的加工方法有钻孔、铰孔等。
根据柱塞的尺寸和形状，选择合适的刀具和工艺参数进行加工。
6. 表面处理：根据柱塞的表面要求，进行表面处理。
常用的表面处理方法有研磨、抛光等。
根据柱塞的要求，选择合适的研磨工具和工艺参数进行表面处理。
7. 检验和修正：对加工后的柱塞进行检验，检查其尺寸和表面质量是否符合要求。
如果不符合要求，需要进行修正，重新加工。
8. 表面涂层：根据柱塞的使用条件和要求，进行表面涂层处理。
常用的涂层材料有镀铬、镀镍等。
根据柱塞的要求，选择合适的涂层材料和工艺参数进行涂层处理。
9. 组装和包装：将加工好的柱塞进行组装，并进行包装。
根据柱塞的要求，选择合适的组装方法和包装材料。
以上是柱塞加工工艺设计的详细步骤，每一步都需要根据柱塞的要求和加工工艺要求进行精确设计和操作。
柱塞常用材料及热处理方法
柱塞常用材料及热处理方法
柱塞是机械制动器的主要部件，因其承受的工作压力较大，因此材料
的选择非常关键，而且必须要有一定的热处理工艺才能满足其使用要求。
一、柱塞常用材料
1、碳素钢
碳素钢是机械制动器最常用的柱塞材料，它具有较高的强度和耐磨性，但不同碳素含量的碳素钢性能也有所不同，因此应根据具体工况选择合适
的材料。
一般来说，碳素钢的碳素含量在0.6%-1.0%之间是比较适宜的，
其强度大于等于85kgf/㎝2
2、高强度合金钢
高强度合金钢的强度比碳素钢高出许多，常用的有45钢、40Cr等，
它们的强度可达到150kgf/㎝2以上。
高强度合金钢的耐磨性能也比碳素
钢高很多，因此能够更好地抵抗工作压力。
但合金钢的成本比碳素钢高得多，因此一般用于要求更高的特殊工况。
3、不锈钢
不锈钢有着优越的耐磨性和耐腐蚀性，常用的有304，316等，强度
可达到120kgf/㎝2以上。
因为不锈钢的耐磨性和耐腐蚀性较好，所以通
常用于涉及腐蚀环境或恶劣工况下的柱塞。
1、正火热处理
正火热处理是提高柱塞材料强度、韧性和硬度的常用方法，一般来说，正火的温度范围在800-950℃之间。
除了提高柱塞材料强度外，正火也有
助于提高柱塞的缩紧度。
柱塞的工艺设计
酒泉职业技术学院毕业论文（设计）06 级机电一体化专业题目：柱塞的工艺设计学生姓名：***班级：06高职机电一体化（3）班2008年11月6 日《柱塞的工艺设计》毕业设计开题报告专业：机电一体化班级：06机电（3）班姓名：王仁君学号：06101098课程论文（设计）成绩评定表毕业设计任务书一、设计题目：柱塞的加工工艺二、设计目的巩固学生对所学知识、技能的掌握、使之系统化、综合化。
1.培养学生独立解决问题的能力。
2.培养学生基本工作实践能力，思考能力。
3.培养学生知识信息的收集。
4.培养学生撰写符合规范要求的设计说明书和编写相关技术文件的能力。
三、设备概述和技术要求：1.要求说明在各工艺流程中所使用的设备名称、特点、型号、技术登记、加工范围等。
2.技术数据要说明与加工工艺之间的关系。
3.要求说明相关技术要求与工艺要求四、设计任务针对该零件的设计与加工，必须对原材料的选用和成形方法、机加工和表面处理要进行综合考虑。
五、毕业设计说明书的要求：1.结论：简述零件的特点和设计制造的要求。
2.基本工艺：详细说明工艺设计的依据和原理。
3.设备的选择：根据工艺要求和设备特点类说明。
4.防护措施和注意事项。
5.校验和核对。
六、设计体会七、参考文献前言高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型，肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的重要使命。
因此，高等职业教育的实践教学要紧密结合社会实践，促进职业教育教学与生产实践、技术推广和社会服务紧密结合，坚持“以服务为宗旨、以就业为导向”的职业教育办学方针。
毕业设计与论文写作是整个人才培养计划中的最后一个环节，同时也是相当重要的一个实践教学环节。
高职院校应牢牢把握职业教育的本质，面向社会，以经济建设为中心，走产学结合发展的道路;紧密结合专业特点和行业特色，依托企业，把学生安排于实践第一线进行“真刀真枪”的实习;让学生在实际工作中接受锻炼，增长知识，增强技能，积累经验。
柱塞生产工艺流程
柱塞生产工艺流程柱塞是指用于内燃机的气缸中活塞与汽缸之间的配合件。
它是内燃机中非常重要的零件，直接影响着发动机的效率和性能。
柱塞的生产工艺流程对于制造高质量的柱塞至关重要。
下面就来介绍一下柱塞的生产工艺流程。
首先，柱塞的生产从原材料采购开始。
柱塞通常由铝合金材料制成，因此需要选购高质量的铝合金材料。
原材料的质量直接影响着最终产品的质量，因此选择可靠的供应商至关重要。
接下来是材料处理。
原料需要经过加热处理，以提高其硬度和强度，以及改善其机械性能。
处理的具体过程包括加热、保温、冷却等，以确保柱塞材料的质量。
然后是柱塞的成型。
通过压力铸造的方式，将原材料加热至熔化状态，然后注入到柱塞的模具中，等待冷却凝固。
这个过程需要控制合适的温度和时间，以确保成型的柱塞质量。
成型后，还需要进行后处理。
这包括去毛刺、抛光、修整等工艺，以提高柱塞的表面光洁度和尺寸精度。
接下来是柱塞的热处理。
柱塞需要经过淬火和回火等热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性。
热处理的温度和时间需要精确控制，以确保柱塞的性能符合要求。
然后是柱塞的表面处理。
表面处理可以通过镀铬、阳极氧化或喷涂等工艺实现。
这些处理可以提高柱塞的耐腐蚀性和耐磨性，以增加其使用寿命。
最后是柱塞的质量检验。
为了确保柱塞的质量，需要进行严格的质量检验，包括尺寸检查、硬度测试、外观质量检验等。
只有通过质量检验的柱塞才能出厂。
以上就是柱塞生产的工艺流程。
通过严格控制每个环节，确保每个柱塞都符合要求，才能生产出高质量的柱塞产品。
同时，不断改进工艺流程，引进新的材料和技术，也可以进一步提高柱塞的性能和质量，满足市场的需求。
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柱塞热处理工艺课程设计1 前言热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
这次课程设计是在《材料科学基础》、《金属热处理工艺学》、《金属力学性能》、《失效分析》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。
通过该课程设计我们在综合运用所学专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程设计意识和工程设计能力。
总的来说本次热处理与工艺课程设计的目的有三个，（1）初步掌握典型零件部件生产工艺过程；（2）掌握典型零件的选材、热处理原则和工艺指定原理；（3）理论联系实际，综合运用基础课及专业课程多方面的知识去认识和分析零部件热处际问题，培养解决问题的能力。
热处理工艺是机械加工过程中的一个重要环节，它与工件设计及其加工工艺之间存在密切关系。
如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
设计热处理工艺之前，应该准确分析零件图，分析其工作条件，使用性能，技术要求等，才能为下一步材料的选择做准备。
根据上一步的分析和对各种金属材料的学习，选择几种常用材料，并进行对比选择，选出最佳的材料进行下一步的工艺制定。
要想设计出合理的热处理工艺，必须了解所选材料的合金化原理，相变温度以及零件的服役条件，技术要求等，从而制定出合理的退火、正火、淬火、回火的工艺参数。
此外合理的选择热处理设备也是重点之一，准确的选择加热和冷却设备可以确保有效的利用资源。
热处理工艺的最佳方案可以保证零件达到使用性能及质量稳定可靠、工序简单、管理方便、生产效率高、原材料消耗少、生产成本低廉，并能能到节能、环保的要求。
但是单一的热处理工艺方案通常情况是很难达到这几个方面的要求，所以可以根据零件的技术要求，通过几种热处理工艺方案的合理结合达到。
任何零件在进行完热处理工艺后都会产生各种程度的缺陷，所以最后的检验是非常必要的，通过检验才知道是否符合我们的技术要求，我们通过分析这种因素后才能确定出一种最佳的方案。
2 零件图分析图1 柱塞零件图2.1 零件的服役条件该零件是一个柱塞泵柱塞的零件，该零件是细小的轴类零件，形状规则，尺寸精度、形位精度要求均较高。
柱塞和套筒是柴油机喷油泵最主要构件，在使用时，燃油中的杂质和磨料会随同燃油以很高的压力和流速冲刷柱塞副的工作表面并造成异常磨损。
柱塞的主要功能是传递小动力，其工作时需要承受不大的冲击载荷，不过要求有较高的强度和刚度。
由于表面会磨损，所以必须有足够的硬度和耐磨性。
2.2 零件的实效条件对于材料来说，其失效形式主要有：断裂、疲劳脱落及磨损等形式。
2.3 零件的性能要求柱塞在使用过程中要求表面硬度高，为满足这一条件，可选用含碳量较低的合金结构钢，低碳合金结构钢用于渗碳件，通过表面渗碳淬火获取所需材料，使其表面具有较高硬度，而心部硬度不高，具有较高韧性。
3 材料的选择合金结构钢常用于机器零件用的合金钢，常采用的合金元素Mn、Cr、Si、Ni、W、V、Ti、B等，这些元素可增加钢的淬透性，并使晶粒细化，这样可以是大截面零件经调质处理后，在整个截面上获得强韧结合的力学性能，同时，因淬透性的提高，可采用冷却烈度较小的油类来淬火，从而减少淬火时的裂纹和变形倾向。
3.1 选材20Cr钢常用来制造负荷不大、小尺寸的一般渗碳件，如小轴、小齿轮、活塞销等，也可在调质状态下使用，制造工作速度较大并承受中等冲击载荷的零件。
这个钢在渗碳时易过热，表面也容易出现渗碳体网。
20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢，用于截面在30mm以下、高速运转并承受中等或重载荷的重要渗碳件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、轴等零件。
20Cr2Ni4钢用作大截面、较高载荷、交变载荷下工作的重要渗碳件，如内燃机车的主动牵引齿轮、柴油机曲轴等。
20CrMnTi是低碳合金钢，该钢具有较高的机械性能，在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，心部硬度为30-45HRC。
此外，20CrMnTi的工艺性能较好，由于合金元素Ti的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火，且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小，适合于制造承受高速重载及冲击、摩擦的重零件，因此选用20CrMnTi钢是比较合适的。
3.2 20CrMnTi钢化学成分及合金元素作用3.2.1 20CrMnTi钢化学成分见下表表1 化学成分表3.2.2化学元素作用Cr元素: 主要是提高钢的淬透性, Cr元素固溶强化基体组织，并改善基体组织的回火性能和硬度。
Mn元素：主要是提高钢的淬透性，Mn元素从基体组织中扩散到析出的渗碳体中，形成合金渗碳体,改善其硬度。
Ti元素：主要是为了细化晶粒。
3.2.3 20CrMnTi钢相变点表2 的相变点4 确定零件加工路线加工工艺主要包括机械加工和热处理工艺。
机械加工是指通过机械加工精确去除多余材料的加工工艺。
它直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。
热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
工艺流程为：下料——锻造——预备热处理——机械加工——渗碳——淬火——回火——机械加工。
5 热处理工艺方法的选择5.1 预备热处理对预备热处理的改进主要有等温退火或等温正火以及先退火后正火等工艺方法。
等温退火或等温正火是先将钢加热到43点以上，然后冷却到等温温度进行等温处理。
再以不同冷却速度进行退火或正火的预处理工艺。
退火后再正火可以使坯体组织细小均匀。
而通过等温正火可以消除带状组织、降低硬度，对齿轮的加工处理及性能都有好的影响。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
所以在此选用正火对低碳钢进行预备热处理。
5.2 渗碳方法渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，渗碳后淬火、回火，心部保持良好韧性的同时提高工件的表面强度、耐磨性和硬度。
因此采用甲醇-煤油滴注式渗碳法（甲醇为稀释剂，煤油为渗碳剂），甲醇-煤油滴注剂中煤油的含量一般在15﹪-30﹪范围内，高温下甲醇的裂解产物水、二氧化碳和甲烷、碳氧化，可使炉气成分和碳势保持在一定范围内，可以采用红外仪进行控制。
然后采用遇冷淬火加回火的最终热处理。
5.3 最终热处理一般以淬火+回火，作为最终热处理工艺。
淬火提高硬度，但是塑性会降低。
而回火可以改善塑性。
一般分为高、中、低温回火。
不同回火可以获得不同塑韧性的材料。
通常，淬火+高温回火称之为调质处理，应用广泛。
20CrMnTi钢的最终热处理工艺为了提高表面硬度，使过冷奥氏体进行马氏体（或贝氏体）转变，得到马氏体（或贝氏体）组织。
然后配合以不同温度的回火，以提高工件的硬度、强韧性、弹性、耐蚀性和耐磨性等，获得所需的力学性能。
因此采用淬火。
20CrMnTi钢回火时可以使马氏体分解，转变成回火马氏体，淬火内应力得到部分消除，淬火时产生的微裂纹也大部分得到愈合。
因此低温回火可以在很少降低硬度的情况下使钢的韧性得到显著提高，并提高钢的强度和耐磨性，使轴得到优异的机械性能。
并且可以稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，降低或消除淬火内应力，以减少工件的变形并防止开裂，从而保证工件的形状、尺寸不变，因此采用低温回火。
6 热处理工艺方法的选择6.1 正火工艺的选择6.1.1 加热速度加热速度主要与钢的成分、工件的尺寸和形状等因素有关。
为防止变形开裂，应该适当控制加热速度。
碳钢和低合金钢的中、小件的加热速度一般控制在100～200℃/h；中、高合金钢形状复杂的或截面大的工件一般应进行预热或采用低温入炉进行随炉升温的加热方式，温度低于600～700℃时加热速度为30～70℃/h，高于此温度后控制在80～100℃/h.根据本设计中的零件尺寸及形状的实际情况，采用低温入炉加热，加热速度为50～100℃/h能够达到目的。
6.1.2 加热温度20CrMnTi钢Ac3约为825℃，通常的正火加热温度为Ac3+(30～50) ℃.在实际生产中，正火加热温度常常略高于上述温度。
为促使奥氏体均匀化，增大过冷奥氏体的稳定性,选择的加热温度在930℃。
6.1.3 保温时间选定的依据：加热时间可按下列公式进行计算： T=a×K×D。
式中T为加热时间（min），K反映装炉时的修正系数，通过查手册取K=1.4,a为加热系数min/mm,可参见表4.1选取a=1.5～1.8，D为工件有效厚度（mm），工件厚度=（工件最厚处直径+工件最薄处直径）/2，可得D=23mmT=1.6×1.4×(16+5+5+22+5+5)=58min≈60min表3 热处理工件装炉系数6.1.4 冷却速度与最终组织冷却速度对钢退火后的组织与性能影响的一般规律是：冷却速度越大，奥氏体分解温度越低，则珠光体转变产物越细，应力越大，硬度越高。
冷却过慢，会出现大块铁素体，造成工件过软。
正火工件一般为空冷，对渗碳钢及大件等正火有时采用吹风冷却，甚至喷雾冷却。
这里采用空冷。
6.1.5 最终组织正火所得到的组织是珠光体型组织或者说是铁素体和渗碳体的机械混合物。
正火的珠光体是在较大过冷度下得到的，因而对亚共析钢来说，析出的先共析铁素体较少，珠光体数量较多，珠光体的片层间距较小。
晶粒度：5～6级。
6.1.6 正火工艺曲线图26.2 渗碳工艺的制定6.2.1 加热速度加热速度主要与钢的成分、工件的尺寸和形状等因素有关。
为防止变形开裂，应该适当控制加热速度。
碳钢和低合金钢的中、小件的加热速度一般控制在100～200℃/h ；中、高合金钢形状复杂的或截面大的工件一般应进行预热或采用低温入炉进行随炉升温的加热方式，温度低于600～700℃时加热速度为30～70℃/h ，高于此温度后控制在80～100℃/h 。
根据本设计中的零件尺寸及形状的实际情况，采用低温入炉加热，加热速度为50～100℃/h 能够达到目的。
6.2.2 渗碳温度由式 D =0.162×e （−16575/T ）可知，随着渗碳温度升高，碳在钢中的扩散系数呈指数上升，渗碳速度加快；但渗碳温度过高会造成晶粒长大，工件畸变增大，设备寿命降低等负面影响。
所以渗碳温度常控制在900℃~950℃。
选择气体渗碳，加热940℃. 6.2.3 渗碳时间温9360空渗碳深度d可按下式近似计算：d=kt−D/√t−D/β式中d——渗碳深度k——渗碳速度因子t——渗碳时间D——扩散系数β——碳传递系数经验计算按0.15~0.2mm/h来计算时间。