Processo de Aplicação de Têmpera de alta frequência Equipamento em Pinos de Pistão de Motores de Automóveis

Piston Pin (nome em inglês: Piston Pin) é um pino cilíndrico montado na saia do pistão. Sua parte central passa pelo pequeno orifício da cabeça da biela para conectar o pistão e a biela e transmitir a força do gás que o pistão suporta para ligar. Para reduzir o peso, os pinos do pistão são geralmente feitos de liga de aço de alta qualidade e ocos. A forma estrutural do pino do plugue é muito simples, basicamente um cilindro oco de paredes grossas. O furo interno tem formato cilíndrico, formato de cone truncado de duas seções e formato combinado. Furos cilíndricos são fáceis de processar, mas a massa do pino do pistão é maior; a massa do pino do pistão do orifício do cone truncado de duas seções é menor e, como o momento de flexão do pino do pistão é o maior no meio, ele está próximo ao feixe de força igual, mas é cônico. O processamento do furo é difícil. Neste projeto, um pino de pistão com um orifício interno original é selecionado.

Condições de serviço:

(1) Sob condições de alta temperatura, suporta forte impacto periódico, flexão e cisalhamento

(2) A superfície do pino apresenta maior atrito e desgaste.

1. Modo de falha: devido ao estresse periódico, ocorre fratura por fadiga e desgaste superficial severo.

Requisitos de desempenho:

2. O pino do pistão suporta uma grande carga de impacto periódico sob condições de alta temperatura e, como o pino do pistão oscila em um pequeno ângulo no orifício do pino, é difícil formar um filme de óleo lubrificante, portanto as condições de lubrificação são ruins. Por esta razão, o pino do pistão deve ter rigidez, resistência e resistência ao desgaste suficientes, e a massa deve ser a menor possível. O pino e o orifício do pino devem ter uma folga adequada e boa qualidade de superfície. Em circunstâncias normais, a rigidez do pino do pistão é particularmente importante. Se o pino do pistão estiver dobrado e deformado, a sede do pino do pistão pode ser danificada;

(2) Tem suficiente tenacidade ao impacto;

(3) Tem alta resistência à fadiga.

3. Requisitos técnicos

Requisitos técnicos do pino do pistão:

①Toda a superfície do pino do pistão é cementada e a profundidade da camada cementada é de 0.8 ~ 1.2 mm. A camada cementada deve ser uniformemente transferida para a estrutura do núcleo sem mudança repentina.

②A dureza da superfície é 58-64 HRC, e a diferença de dureza no mesmo pino do pistão deve ser ≤3 HRC.

③A dureza do núcleo do pino do pistão é de 24 a 40 HRC.

④ A microestrutura da camada cementada do pino do pistão deve ser martensita de agulha fina, permitindo uma pequena quantidade de carbonetos granulares finos uniformemente distribuídos, e nenhuma distribuição semelhante a agulha e rede contínua de carbonetos livres. A forma de agulha do núcleo deve ser martensita e ferrita de baixo carbono.

Em resposta aos requisitos e necessidades acima, são necessários tecnologia e equipamentos razoáveis. Após a cementação, o pino do pistão de aço cementado é resfriado e revenido em baixa temperatura. Pinos de pistão com requisitos de desempenho mais altos são tratados por têmpera e revenimento secundários. O objetivo da primeira têmpera é eliminar a rede de cementita na camada cimentada e refinar a estrutura do núcleo; a segunda têmpera é refinar a organização da camada de infiltração e fazer com que a camada permeável obtenha alta dureza. Pinos de pistão com elementos de liga mais altos devem passar por tratamento criogênico após cementação e têmpera para reduzir a quantidade de austenita retida na camada cementada, especialmente pinos de pistão que requerem estabilidade dimensional, sendo necessário tratamento criogênico para controlar a quantidade de austenita retida.