(正式版)JBT 14796-2024内燃机 大缸径钢顶组合活塞.pdf

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1、ICS27.020CCS J 92JB中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准JB/T 147962024内燃机大缸径钢顶组合活塞Internal combustion engineLarge diameter composite piston with steel crown2024-03-29 发布2024-10-01 实施中华人民共和国工业和信息化部发 布JB/T 147962024I目次前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.24 结构、各部位名称及类别.25 技术要求.56 试验方法.97 检验规则.108 标志、包装、运输和贮存.11图 1 活塞结构及

2、各部位名称.2图 2 包含特殊零件的活塞结构示意图.3图 3 活塞连接方式示意图.4表 1 活塞组成及各部位名称.4表 2 活塞顶和活塞裙的材料及毛坯成型推荐表.5表 3 活塞顶力学性能表.6表 4 活塞裙力学性能表.6表 5 活塞顶低倍组织表.6表 6 活塞表面及内部缺陷要求.7表 7 环岸外圆对裙部轴线的同轴度表.8表 8 清洁度限值表.8表 9 成品活塞质量差.8表 10 同一质量组活塞质量差.9JB/T 147962024II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国内燃机标准化技术委

3、员会（SAC/TC 177）归口。本文件起草单位：昆明理工大学、成都银河动力有限公司、常州中车柴油机零部件有限公司、滨州渤海活塞有限公司、山东进化者新材料有限公司、湖南江滨机器（集团）有限责任公司、安徽安簧机械股份有限公司、安徽嘉来顿活塞汽配有限公司、山西柴油机工业有限责任公司、一汽解放大连柴油机有限公司、山东双港活塞股份有限公司、中国船舶重工集团公司第七一一研究所、中车资阳机车有限公司、陕西柴油机重工有限公司。本文件主要起草人：雷基林、文均、谭勇敢、刘世英、姜殿昌、姚海、姚学伟、黄昌文、王文芳、张雪冬、郭喜英、赵明军、杨海翔、温志高、谢志诚、李全平、李为刚、邓伟、袁银中、石小明、汤义虎、熊炬

4、、张帅军。本文件首次发布。JB/T 1479620241内燃机大缸径钢顶组合活塞1范围本文件规定了内燃机大缸径钢顶组合活塞的活塞结构和技术要求，描述了相应的试验方法，规定了检验规则和标志、包装、运输及贮存等要求。本文件适用于公称直径150 mm500 mm的内燃机大缸径钢顶组合活塞的制造。注：在不引起混淆的情况下，本文件中的“内燃机大缸径钢顶组合活塞”简称为“活塞”。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191包装储运图示标

5、志GB/T 197-2018普通螺纹公差GB/T 222钢的成品化学成分允许偏差GB/T 226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T 228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T 228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法GB/T 230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T 231.1金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T 1031产品几何技术规范（GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值GB/T 1148内燃机铝活塞技术条件GB/T 1184-1996形状和位置公差未注公差值GB/T 1348球墨铸铁件GB/T 1800.1-2020产品几何技术规

6、范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础GB/T 1804-2000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 1979结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T 2828.1计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 3077-2015合金结构钢GB/T 3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T 3098.2-2015紧固件机械性能 螺母GB/T 3246.1变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分：显微组织检验方法GB/T 3246.2变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分：低倍组织检验方法GB/T 3821中小功率内燃机清

7、洁度限值和测定方法GB/T 4957非磁性基体金属上非导电覆盖层覆盖层厚度测量涡流法GB/T 5617钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法GB/T 6414-2017铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量GB/T 6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法GB/T 7999铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法GB/T 9441球墨铸铁金相检验GB/T 10610产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法GB/T 11354-2005钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验GB/T 12362-2016钢质模锻件公差及机

8、械加工余量JB/T 1479620242GB/T 13299钢的显微组织评定方法GB/T 13320-2007钢质模锻件 金相组织评级图及评定方法GB/T 20975铝及铝合金化学分析方法GB/T 24234铸铁 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)JB/T 9204-2008钢件感应淬火金相检验JB/T 9744内燃机零、部件磁粉检测YS/T 493-2005活塞用4A11、4032合金挤压棒材YS/T 686-2009 活塞裙用铝合金模锻件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钢顶组合活塞composite piston with steel crown由钢质活塞顶与铝合金

9、、铸铁或钢等材质的活塞裙，通过螺栓等零件联结组合而成的内燃机用活塞。注：主要包括活塞顶、活塞裙、连接螺栓（螺柱）等零件。4结构、各部位名称及类别活塞结构及各部位名称内燃机大缸径钢顶组合活塞（以下简称为“活塞”）的组成和各部位名称应符合图1、图2、表1的规定。未注明部分符合GB/T 1148中的规定。图 1活塞结构及各部位名称JB/T 1479620243a)包含弹簧、导流罩等零件的活塞b)包含弹性套、弹簧卡销等零件的活塞c)包含销孔衬套等零件的活塞图 2包含特殊零件的活塞结构示意图JB/T 1479620244表 1活塞组成及各部位名称序号名 称序号名 称1活塞裙14吊装孔2圆柱销15导油孔3

10、活塞顶16油沟槽4定位销17弹簧5回油孔18导流罩6中央冷却油腔19挡圈7外冷却油腔20弹簧座8O型密封圈21弹性套9螺栓22双头螺柱10垫圈23螺母11进油孔24弹簧卡销12外支承面25销孔衬套13内支承面活塞类别4.2.1按活塞裙材料分类根据不同的活塞裙材料进行分类，包括但不限于下列分类：a)钢顶铝裙组合活塞，由钢质活塞顶和铝合金活塞裙组合而成；b)钢顶铁裙组合活塞，由钢质活塞顶和铸铁活塞裙组合而成；c)钢顶钢裙组合活塞，由钢质活塞顶和钢质活塞裙组合而成。4.2.2按活塞顶与活塞裙连接方式分类根据不同的活塞顶与活塞裙连接方式进行分类，包括但不限于下列连接方式：a)螺栓上穿式组合活塞，连接螺

11、栓从活塞裙内拧入活塞顶连接，见图 3a）；b)螺栓下穿式组合活塞，连接螺栓从活塞顶穿入，穿过活塞裙的螺栓孔（通孔），与下端螺母连接，见图 3b）；c)一体螺栓式组合活塞，螺栓与活塞顶制成一体，见图 3c）。a)螺栓上穿式组合活塞图 3活塞连接方式分类示意图JB/T 1479620245b)螺栓下穿式组合活塞c)一体螺栓式组合活塞图3活塞连接方式分类示意图（续）5技术要求总则活塞产品应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。材料5.2.1推荐的活塞用材料及毛坯成型方式见表 2，或采用供需双方商定的材料及成型方式。表 2活塞顶和活塞裙的材料及毛坯成型推荐表部件名称材料推荐毛坯成型方式推荐材料牌号

12、标准活塞顶42CrMo等GB/T 3077-2015锻造活塞裙铝裙：4032、4A11等YS/T 493-2005锻造、液态模锻铁裙：QT600-3、QT700-2等GB/T 1348-2019铸造钢裙：42CrMo等GB/T 3077-2015锻造5.2.2螺栓、双头螺柱、螺母等连接件应采用 GB/T 3077-2015 中规定的 42CrMo、40CrNiMo、18Cr2Ni4WA,或符合 GB/T 3098.1、GB/T 3098.4 中的规定，或经过相关制造企业批准且装车验证合格的其它材料制造。5.2.3O 形密封圈应采用耐油、耐温 200 及以上的氟橡胶材料。JB/T 1479620

13、246力学性能5.3.1活塞顶经调质处理后，活塞顶的力学性能应符合表3的规定。同批次的活塞，其活塞顶硬度差应小于或等于30 HBW。表 3活塞顶力学性能表抗拉强度RmMPa屈服强度Rp0.2MPa伸长率A%硬度HBW900650112803205.3.2活塞裙活塞裙的力学性能应符合表4的规定。同批次的活塞，其活塞裙硬度差应小于或等于30 HBW。表 4活塞裙力学性能表材料抗拉强度RmMPa屈服强度Rp0.2MPa伸长率A%硬度HBW铝裙（4032、4A11等）室温高温（300）290411533098铁裙（QT600-3）6003703190270铁裙（QT700-2）700420222530

14、5钢裙（42CrMo等）900650112803205.3.3螺栓、双头螺柱、螺母5.3.3.1螺栓、双头螺柱的力学性能螺栓、双头螺柱的力学性能不应低于GB/T 3098.1-2010中规定的10.9级。同一件螺栓或双头螺柱硬度差应小于或等于三个洛氏硬度（HRC）单位。5.3.3.2螺母的力学性能螺母的力学性能应不低于GB/T 3098.2-2015中的规定的10级。组织5.4.1活塞顶的组织5.4.1.1低倍组织活塞顶的低倍组织应符合GB/T 1979中的规定，不应有肉眼可见的缩孔、气泡、夹杂、翻皮、白点等缺陷，其余应符合表5的规定。表 5活塞顶低倍组织表锭型偏析中心疏松一般疏松一般斑点状偏

15、析边缘斑点状偏析晶间裂纹皮下气泡2级2级2级不应有5.4.1.2金相组织活塞顶经调质处理后金相组织应为索氏体组织，并符合GB/T 13320-2007中规定的（14）级，晶粒度级别不应小于GB/T 6394-2017规定的5级。5.4.2活塞裙的组织5.4.2.1锻铝活塞裙的组织锻铝活塞裙的低倍组织、显微组织应符合YS/T 686-2009中3.53.6的规定。JB/T 14796202475.4.2.2球墨铸铁活塞裙的组织球墨铸铁活塞裙的金相组织应符合GB/T 1348中的规定。5.4.2.3锻钢活塞裙的组织锻钢活塞裙的组织应符合5.4.1.1的规定。锻造纤维流线活塞内部锻造纤维流线应符合活

16、塞的大致外形。锻造纤维流线不应存在严重扭曲、中断或回流。表面强化处理5.6.1活塞顶采用盐浴软氮化强化时，氮碳共渗化合层深度为 0.012 mm0.025 mm，化合层疏松应小于或等于 GB/T 11354-2005 中规定的 3 级。5.6.2活塞环槽采用激光淬火或高频淬火强化时，淬火层深度（成品）应大于或等于 0.3 mm，在距环槽底径 2 mm 内不应有淬硬层。环槽表面硬化层显微组织符合 JB/T 9204-2008 中规定的 37 级。5.6.3活塞环槽采用镀铬强化时，镀层硬度 HV800HV1000，镀层有效面不应有烧伤、镀瘤、裂纹。5.6.4采用磷化或石墨化处理时，处理层厚度按产品

17、图样或技术文件的规定。缺陷5.7.1活塞所有表面不应有毛刺、裂纹、磕碰、划伤、折叠等缺陷。5.7.2活塞不应有锈蚀。5.7.3锻造活塞裙表面应光洁、无腐蚀。5.7.4活塞顶面、销孔表面、环槽上、下两平面不应有肉眼可见的气孔。5.7.5螺栓、双头螺柱和螺母不应有裂纹，螺纹和圆角部位不应有发纹存在。5.7.6活塞表面及内部缺陷应符合表 6 的规定。表 6活塞表面及内部缺陷要求部位允许的缺陷类型、尺寸及分布数量要求活塞裙部面积3mm2、深度1.5mm的缺陷，间距20mm，距边缘距离5mm2个环岸外圆面积1mm2、深度0.5mm的缺陷，间距20mm，距边缘距离3mm2个活塞内部尺寸10mm的缺陷，间距

18、20mm，距表面2mm5个尺寸公差5.8.1活塞销孔直径公差不应低于 GB/T 1800.1-2020 中规定的 IT5。5.8.2活塞裙部长轴直径公差不应低于 GB/T 1800.1-2020 中规定的 IT7。5.8.3活塞顶与活塞裙之间配合圆柱面的配合公差：采用 O 形密封圈或外支承面密封时宜选用 H7/g6，采用过盈配合时宜选用 H6/r6。5.8.4活塞顶的环槽宽度公差应符合 GB/T 1800.1-2020 中规定的 IT9。5.8.5用螺栓或双头螺柱连接的螺纹应采用符合 GB/T 197-2018 中规定的精密级普通螺纹。5.8.6活塞压缩高度公差不应低于 GB/T 1800.1

19、-2020 中规定的 IT11。5.8.7未注加工尺寸公差按 GB/T 1804-2000 中规定的 m 级执行。未注锻造尺寸公差按 GB/T 12362-2016中规定的普通级执行。未注铸造尺寸公差按 GB/T 6414-2017 中规定的 DCTG7DCTG10 级执行。几何公差5.9.1销孔的圆柱度公差不应低于 GB/T 1184-1996 附录 B 中规定的 6 级。5.9.2销孔轴线对裙部轴线且垂直于裙部轴线方向的位置度为 0.20 mm。5.9.3销孔轴线对裙部轴线的垂直度为 0.035/100。5.9.4销孔轴线的直线度为0.006 mm。JB/T 14796202485.9.5

20、环槽上、下两平面的平行度公差不应低于 GB/T 1184-1996 附录 B 规定的 6 级。5.9.6环槽上、下两侧面各素线对裙部轴线的垂直度为 0.07/25。5.9.7环槽上、下两侧面各素线对裙部轴线的端面圆跳动为 0.05 mm。5.9.8环槽下侧面的平面度为 0.025 mm。5.9.9环槽底圆对裙部轴线的径向圆跳动为 0.20 mm。5.9.10环岸外圆对裙部轴线的同轴度按表 7 的规定。表 7环岸外圆对裙部轴线的同轴度表单位为毫米位置同轴度公差第二环岸0.06火力岸及其他环岸0.125.9.11活塞顶外圈支承面相对于内圈支承面的平行度公差等级为 6 级。5.9.12挡圈槽底圆对销

21、孔轴线的圆跳动为 0.30 mm。5.9.13裙部为椭圆时，椭圆长轴应与销孔轴线垂直，其最大偏移量应小于或等于 3。加工表面结构质量5.10.1销孔表面粗糙度 Ra 不应大于 0.8 m。5.10.2裙部外圆表面粗糙度 Ra 不应大于 3.2 m。若产品图样中规定有微观刀纹形状时，应优先保证刀纹形状要求。5.10.3环槽上、下两侧面表面粗糙度 Ra 不应大于 0.8 m。5.10.4环槽底圆表面粗糙度 Ra 不应大于 3.2 m。5.10.5其他加工表面按产品图样的规定。清洁度限值清洁度应符合表8的规定。表 8清洁度限值表活塞公称直径mm杂质总量mg/只单个杂质最大线性尺寸mm15020060

22、0.62003001200.8300400250400500400其他要求5.12.1组装后活塞顶和活塞裙外圈支承面间隙应符合图样规定。5.12.2活塞连接螺栓的紧固要求应符合产品图样的规定。5.12.3单个成品活塞的实际质量与公称质量之差以及同一质量组的活塞质量差应分别符合表 9、表 10的规定。表 9成品活塞质量差公称质量kg质量差%10210401.5401注：公称质量即图样规定的质量JB/T 1479620249表 10同一质量组活塞质量差活塞质量范围kg质量差%100.610200.5200.46试验方法化学成分6.1.1活塞顶材料按 GB/T 222、GB/T 3077-2015

23、的规定进行检验。6.1.2锻铝活塞裙材料按 YS/T 493-2005、GB/T 20975、GB/T 7999 的规定进行检验。6.1.3球铁活塞裙试样取样方法按 GB/T 1348 的规定执行，化学成分分析方法按 GB/T 24234 的规定执行。6.1.4锻钢活塞裙材料按 GB/T 222、GB/T 3077-2015 的规定进行检验。6.1.5螺栓、双头螺柱、螺母的材料按 GB/T 3077-2015、GB/T 3098.1-2010、GB/T 3098.2-2015 的规定进行检验。力学性能6.2.1活塞顶活塞顶力学性能检验本体取样为准，室温拉伸性能按GB/T 228.1的规定进行检

24、验，布氏硬度应按GB/T 231.1的规定进行检验。6.2.2活塞裙活塞裙抗拉强度、屈服强度、伸长率检验以本体取样为准，试样应在销孔与支承面之间截取。室温拉伸性能按GB/T 228.1的规定进行检验，高温拉伸性能按GB/T 228.2的规定进行检验。布氏硬度应按GB/T231.1的规定进行检验，应在活塞裙顶面测取，沿销孔方向测两点，垂直于销孔方向测定一个点，取三点硬度的平均值和最大差值。6.2.3螺栓、双头螺柱、螺母6.2.3.1螺栓、双头螺柱的力学性能按GB/T 3098.1-2010的规定进行检验。室温拉伸性能按GB/T 228.1的规定进行检验，洛氏硬度按 GB/T 230.1 的规定进

25、行检验。6.2.3.2螺母力学性能按 GB/T 3098.2-2015 的规定进行检验。室温拉伸性能按 GB/T 228.1 的规定进行检验。组织6.3.1活塞顶、锻钢活塞裙的低倍组织按 GB/T 226、GB/T 1979 的规定进行检验；显微组织按 GB/T 6394、GB/T 13299 和 GB/T 13320 的规定进行检验。6.3.2锻铝活塞裙的显微组织按 GB/T 3246.1 的规定进行检验；低倍组织按 GB/T 3246.2 的规定进行检验。6.3.3球铁活塞裙低倍组织按 GB/T 9441 的规定进行检验。锻造纤维流线锻造纤维流线按GB/T 226的规定进行检验。表面强化处

26、理质量6.5.1软氮化活塞顶的试样应从环槽区或按零件图样及技术规范规定部位切取，也可采用与零件的材料、处理条件、加工精度相同并同炉软氮化处理的试样。按 GB/T 11354 的规定进行表面氮化层深度检JB/T 14796202410测，评定化合物层疏松等级。在显微镜下放大 500 倍进行化合物层深度检测。有争议时，以活塞顶实物试样检测为准。6.5.2激光和高频淬火活塞环槽的试样应在活塞顶环槽区沿径向切取。按 GB/T 5617 的规定进行表面硬化层深度检测，按照 JB/T 9204 的规定进行金相检验。6.5.3环槽镀铬镀层有效面不应有烧伤、镀瘤、裂纹等缺陷。镀层强有力粘合在金属面上，不应有裂

27、纹、缺损、发泡等异常位置，通过试片进行粘合性检查。采用测厚仪测量镀层厚度，或按 GB/T 6462的规定进行检测。6.5.4磷化层厚度采用金相检验法/测厚仪进行测量，分别取三个波峰和三个波谷的厚度，取其平均值。石墨层厚度采用涡流厚度仪进行测量，按 GB/T 4957 的规定进行。缺陷6.6.1表面缺陷检测表面缺陷检测采用目视方法进行。6.6.2内部缺陷检测按JB/T 9744的规定，对钢顶毛坯、成品及螺栓、双头螺柱和螺母等零件进行探伤检查。若采用磁力探伤，应进行退磁处理。活塞剩磁不能高于3 Gs或符合有关技术文件规定要求。尺寸公差尺寸公差的测量按照GB/T 1148的规定执行。几何公差几何公差

28、的测量按照GB/T 1148的规定执行。加工表面结构质量表面结构质量按GB/T 1031、GB/T 10610的规定执行。清洁度测量清洁度测量按GB/T 3821的规定进行。重量检测重量检测采用直接称重法进行。7检验规则出厂检验7.1.1活塞产品应经制造厂的质量检验部门按产品图样和有关技术文件检验合格后方能出厂。7.1.2需方抽检产品质量时，按 GB/T 2828.1 的规定进行，检验项目、组批原则、判定与复检规则由供需双方商定。型式检验7.2.1有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品或老产品模具变更后生产试制定型检验；b)在正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变或可能影响产品性能；c

29、)出产检验结果与上次型式检验有较大差异；d)需方对产品出现质量问题提出异议；e)各级市场监督管理机构提出进行型式检验的要求。7.2.2检验内容及技术要求、检验方法由供需双方商定。JB/T 147962024118标志、包装、运输和贮存标志8.1.1产品标志标志应具有永久性，标志部位、尺寸和方法，应按产品图样的规定，并注意不使产品受到损伤而影响使用。在每个产品上的标志包括但不限于以下内容：a)生产企业名称、代号或商标；b)产品型号或标记；c)制造日期或生产编号；d)活塞重量；e)船检标记或军检标记（如需要）。8.1.2包装标志包装箱外表面应标明但不限于以下内容：a)生产企业名称和地址；b)产品型

30、号、名称或代号；c)按 GB/T 191 的规定标明“易碎物品”、“怕雨”、“3 层堆码极限”等运输保护字样或标志；d)产品执行的标准号。8.1.3产品合格证活塞出厂时，应附有产品合格证，产品合格证上应标明但不限于以下内容：a)生产企业名称；b)产品名称、型号、图号；c)产品编号；d)出厂日期。包装8.2.1每个活塞在包装前应经过清洗、吹干和防锈蚀处理；8.2.2每个活塞应用中性防水材料进行内包装后，放入牢固的包装箱内，并附有产品合格证。8.2.3产品在包装箱内应位置固定，不应窜动。8.2.4如订货方同意，亦可采用其它方式包装。运输产品在运输过程中应注意轻拿轻放，不应摔打，并应防雨、防潮、防磁。贮存活塞应存放在通风且无有害气体的库房内，并保持清洁、干燥，严禁与酸碱等腐蚀物品放在一起。在正常的保管情况下，自出厂之日起，生产企业应保证活塞在12个月内不出现锈蚀现象。其他包装、运输、贮存也可由供需双方商定。