塑料模具的发展
朱鹏有
华东交通大学机电工程学院，材料成型及控制工程（模具）2班
学号：20120310040216
摘要：模具工业是国民经济的基础工业,受到政府和企业界的高度重视，本文简述了塑料模具的现状及对其展望。
关键词：塑料，模具材料，制造技术，发展方向
A bstract：This paper briefly describes the present situation of plastic mold, and the outlook.
Keywords：plastic，Mold material，Manufacturing technology，The development direction
绪论
模具是制造业的重要基础工艺装备。用模具生产制件所达到的高精度、高复杂程度、
致高生产率和低耗能、低耗材,使模具工业在制造业中的地位越来越重要。现在,模具技术
已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。没有高水平的模具就没有高水平的产
品已成为共识。我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然
近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相
比仍有较大的差距。
一、塑料的概述和发展
塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革等自然材料，成为现代工业和生活中不可或缺的一种化学合成材料。
塑料是以合成树脂为主要成分柄含有一定成分添加剂而生成的一种有机高分子材料。根据需要，树脂可以加入称为助剂的其他成分，作为塑料配件，以改善或调节性能。常用的添加剂有填料、增强剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧剂、光稳定剂、固化剂、阻燃剂等并非所有的塑料配件中都必须加入助剂，而是根据塑料的预定用途和树脂的基本性能有选择的加入某些助剂。不同塑料品种之间，不仅由于树脂主链化学组成和结构、侧取代基化学组成和排列的不同有颇大差别，以同一种树脂为基础的塑料，所含助剂品种、数量不同，性能也有很大不同，这就使得塑料品种，品级出现了多样性，性能和应用也具有广泛性。
随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。
二、模具材料的发展概述
我国模具钢生产技术发展迅速，形成了我国自己的模具钢系列，总产量已居世界前列，建成不少先进的生产工艺装备，但是模具钢的生产技术、产品质量方面还存在着许多不足，
很多制造大型、精密、长寿命模具的钢材热处理技术，应完善其工艺，加强其推广和应用。提高装备和工艺材料的制造水平，加强热处理专业厂的建设。
建国以来，我国模具钢的生产发展很快，从无到有，从仿制国外产品到自主研发，在
短短几十年内，我国模具钢产量已跃居世界前列。据国家冶金工业局中心的资料统计，1997年我国冶金工业部门16个特殊钢生产企业总计生产了工具钢钢材13.8612万吨，若
再加上机械制造业和国防工业部门生产的模具钢，我国合金工具钢的总产量在15万吨左右。作为制造业的重要基础性工艺设备，模具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要
标志之一。我国虽已成为模具生产大国，却远非模具制造强国，因此急需大力推广高纯净度、高精度、高均匀性、质量稳定的模具材料。在众多的这些塑料模具材料中，如何根据
塑料制品要求及塑料模具的特定性能，合理选择塑料模具用钢是极为重要的一项工作。
三、模具制造技术
机械制造工业是过敏经济中一个中十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、
国防建设和人民生活提供各种技术设备，在社会建设事业中起着中流砥柱的作用。现在模
具制造技术的发展趋向主要有以下八点：
（一）加快模具的标准化、商品化发展，以及提高模具的制造质量、缩短模具的制造
周期。
（二）普及和提高CAD/CAM技术
（三）以高速铣削为代表的高速切削加工技术，代表了模具外表面粗加工的发展方向。
（四）成型面的加工向精密、自动化方向发展。
（五）光整技术向自动化方向发展。
（六）以三坐标测量仪和快速原型技术为代表的制模技术是模具制造的有一重大发展。
（七）节能、优质、高速、绿色处理工艺是模具零件热处理的主导方向。
（八）进一步提高模具钢材的耐磨、耐蚀、综合机械性能、加工性能和抛光性能是提
高模具质量稳定性和使用寿命的主要途径和发展趋势。
高新技术蓬勃发展的今天，为保证高新技术产业的模具工业快速发展，模具行业中许
多共性技术也必须更上一层楼，应不断开发和推广应用，并积极应用高新技术。主要是：
开发拥有这种自主知识产权、适合中国国情，并具有较高水平的模具技术、加工及模具企
业管理的软件，不断提高软件的智能化、集成化程度。
四、塑料模具行业发展方向
（一）提高效率
设计者通过使用 CAE技术可以在修模上节省大量的时间，提高模具的设计效率!此外，通过 CAE技术还可以提高数控车床的模具制作效率，因而得到了广泛的使用!在CAE技术
的辅助下，传统工作效率得到了有效提升。近年来,全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移,中国正成为世界制造业的重要基地.制造业模式的变化,必将产生对新技术的需求,也必将导致CAD技术的发展。
（二）加强管理
通过加快企业兼并重组和产品更新换代,促进产业结构优化升级,全面提高产业竞争力,引导专业化零部件生产企业向“专、精、特”方向发展,形成优势互补、协调发展的产业格局。国内外模具企业管理上的差距十分明显。管理上差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重。利用计算机进行科学管理在国外企业中已十分广泛,而国内还很少采用。到目前为止,通过ISO 9000认证的模具企业全国还不到1%。另外,诸如企业结构、产品结构、
技术结构及企业运营机制等方面,国内外差距也较大。所以加强模具企业的科学化管理以及提高的企业的技术实力是中国模具发展中不可忽视的重点和难点。
（三）标准化
建立基于标准化的零件数据库以及非标准零件数据库和模具参数数据库。模具设计建立在标准化的数据库之上。在CAD 中可以随时调用标准零件库中的零件；利用 CAD 系统
自身的建模技术快速地修改非标准零件库中的零件；运用参数化设计修改典型模具结构库中的相似模具结构，就可以生成所需要的结构。模具生产走专业化道路,是发展模具工业的必由之路。工业发达国家均发展了大批小、精、专的模具厂,我国专业模具厂目前仅有二百个左右。国内模具生产厂专业化程度只有10-15%,上海共约23家专业模具厂,专业化程度
不到10%分工不细,技术提不高,质量上不去,投资多,效益少。国内现在模具生产仪能满足
需要的60%,每年进口精密、复杂模具约需二亿美元。国外工业国家模具标,准化程度达80%,标准件品种多,规格全,全部商品化。模具采用标准件可以节省加工量45%,节省材料30%,降低成本25%.使模具设计人员的设计工作量大为减少。
（四）逆向工程的应用
逆向工程是指从实物样件获取产品数学模型、进而开发出同类的先进产品的技术，逆向工程设计是一个再设计和创新的过程，不是对原产品的简单拷贝。这项技术可以缩短产品的设计和制造周期，帮助技术人员实现现代的设计理念。
（五）创新人才的培养
未来,中国将向模具制造强国的方向发展,模具设计人员的设计能力与国外发达国家相比亟待提高,应该采取“走出去、请进来”的方法,加强交流、取长补短,并强化设计人员的培训。创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是人类社会进步的核心动力和源泉。创新是人们在认识世界和改造世界的过程中对原有理论、观点的突破和对过去实践的超越。模具行业是技术密集、资金密集的产业, 随着时代进步和技术发展, 能掌握和运用新技术的人才异常短缺, 高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视, 因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少, 民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造, 致使科技进步不大。注重创新人才的培养才能从根本上提高我国的模具整体水平。
结语
在中国, 人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位,认识到模具技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志, 并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展, 加大了用于技术进步的投资力度, 将技术进步视为企业发展的重要动力。我们应认真面对模具工业发展的现状,加快模具CAD/CAM技术的推广,建立起一套软件开发、使用评价维护体系,形成区域规模优势,相互交流与协作,组成行业集团,尽快与国际接轨,参与国际竞争.同时把协同创新设计、激光等先进技术应用到模具制造中去。
参考文献
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常用模具材料牌号对照表 类别中国钢号通用钢号钢材特性塑胶模具钢3Cｒ2Mo P２0(美国）618（瑞典）预硬塑胶模具钢 ３Cr2NiMo718（瑞典）P20+Ｎi(美国) 超预硬塑胶模具钢 ４Ｃr13Ｓ136（瑞典)抗腐蚀塑胶模具钢 1CrNi3 ＮAK80（日本)镜面塑胶模具钢 3Cr１７Mo M30０（奥地利）耐腐蚀塑胶模具钢 五金模具钢ＣrWMn ＳＫS3（日本)不变形油钢 Cr１2 Cr12MoＶＳKD１1（日本) D３（美国) 耐磨韧性铬钢 Cr1２Ｍo1V1 Ｄ2(美国) 热作模具钢4Cr5MoSiV1SKD61（日本）通用热作模具钢 H13（美国) 840７(瑞典） 冷作模具钢?CrWMn/ＳKＳ31／1０5Ｗ／Cr6高硬度，中等淬透性，价格低廉。 20７—25５820-840 下料模、冲头、成型模、搓丝板顶出杆及小型塑料压模等。?9Ｍn２V/Ｏ2/DF—2 具有良好冲载能力,热处理变形小。≤229７80-８０0 厚度小于６mm以下得小型冲压模具及切纸机、刀具等。 9CrＷＭn／O１/SKS3／DF—3/100Mｎ/CrW4 淬火变形小，具有良好得刃口保持能力，热处理变形小。197－241 82０—84０薄片冲压模、手饰压花模等。 ９SiCr/X１00Cr／ＭoV51具有高硬度良好得韧性与较好得抗回火稳定性。１97—２４１８６0-88０下料模、冲头、搓丝板、压印模、顶出杆等?Cr5Mｏ１Ｖ/A２／SKＤ12/X Ｗ—１０/210／Cｒ１2空冷淬硬性铬钢，韧性极佳，高耐磨损性与抗腐蚀能力。≤２55９50-１000拉伸模、压花模、下料模、冲压模、及耐磨塑料模等. Cr12/Ｄ3/SKD1/X1６5Ｃr／ＭoV12高碳铬钢，具有高耐磨性与抗腐蚀能力。217—269 95０－9８0 应用于小动载条件下要求高耐磨形状简单得拉伸模及冲载模。?Ｃr12ＭoV/Ｘ1５5Cr/VMo121具有良好得淬透性，高耐磨性，韧性高。 207—255 1000—１02０下料模、冲头、滚丝轮、剪刀片、冷镦模、陶土模及热固塑料成型模等. Cr12Mo1Ｖ1/D2/ＳKD1１／W－42具有良好得淬透性，高韧性，高耐磨损性,强韧性极佳，并具有良好得抗回火稳定性,热处理变形小. ≤255 １0０0—10２0重型落料模、冷挤压模、深拉伸模、滚丝模、剪刀片、冷镦模、陶土模等。?７Cｒ７Mｏ２V2Si具有高韧性，高耐磨损性，热处理变形小。 2４１—269110０—1150
模具材料期末复习题及答案 第1章模具材料概述 根据其用途和服役条件不同，将模具材料分为哪几类模具材料？ 冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料和其他模具材料。 对各类模具钢提出的性能要求主要包括那些主要使用性能？ 硬度、强度、韧性、耐磨性、咬合抗力、抗热疲劳性、耐蚀性及其他特殊性能。选用模具材料时应遵循哪些原则？ 满足使用性能原则、工艺性能原则、经济性原则。 第2章冷作模具材料 冷作模具钢按成分和性能主要可分为哪几种钢？请为每种钢写出一个代表性钢号。 碳素工具钢T10A、高碳低合金钢9Mn2V、高耐磨冷作模具钢Cr12MoV、冷作模具用高速钢W6Mo5Cr4V2、基体钢6Cr4W3Mo2VNb。 试分析冷冲裁模的工作条件与性能要求。 冷冲裁模主要对各种坯料进行冲切成型。冷冲裁模的主要工作部位是凸模和凹模的刃口，靠它们对金属坯料施加压力，使其产生弹性变形、塑性变形和分离等过程。在弹性变形阶段，凸模端面的中间部分与坯料脱离，压力都集中在刃口附近的狭小范围内。在塑性变形和分离阶段，凸模切入坯料，同时金属坯料被挤入凹模洞口，使模具的刃口端面和侧面产生挤压和摩擦，所以对模具材料要求具有高的硬度、耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂性能。 冷冲裁模对模具材料的主要性能要求是什么？ 较高的强度、硬度、耐磨性，一定的韧性 模具材料的冷加工工艺性能主要包括哪些性能？ 切削加工性能、磨削加工性能、抛光加工性能和冷变形性能。 模具材料的热加工工艺性能主要包括哪些性能？ 铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能 模具材料的热处理工艺性能主要包括哪些性能？ 淬透性、淬硬性、变形开裂敏感性和氧化脱碳敏感性。 模具钢在锻造后进行机加工之前，一般应进行哪种热处理？ 退火 碳素工具钢和高碳低合金钢作为冷作模具钢使用时，应对其进行何种最终热处理？ 淬火+低温回火 高速钢作为冷作模具钢使用时，对其进行淬火处理时，应采用什么样的温度淬火？ 比常规淬火温度低的温度 某企业的材料仓库中只有Q235、5CrNiMo、9CrWMn和3Cr2Mo四种钢，应选用其中的什么钢制造冷冲裁模？ 9CrWMn
模具材料及热处理试题库 一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。（×） 2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。（√） 3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。（×） 4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×） 5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√） 6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。（√） 7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。（×） 8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。（√） 9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。（×） 10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×） 11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。（√） 12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。（×） 14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。（√） 15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。（×）16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。（√）17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）
模具材料及热处理模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。
第1章 一. 填空题 1.因为冷冲压主要是用板料（或金属板料）加工成零件，所以又叫板料冲压。 2.冷冲压不仅可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。 3.冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备。 4.冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。 二. 判断题（正确的打√，错误的打×） 1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。（×） 2 . 落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。（×） 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。（√ ） 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。（√ ） 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。（√ ） 6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。（√ ） 7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。 （√ ） 8 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。（√ ） 9. 冲压加工只能加工形状简单的零件。（×） 第3章
一、填空题 1. 冲裁既可以直接冲制各种形状的平板零件，又可以为其他成形工艺制备毛坯。 2. 从广义来说，利用冲裁模在压力机的作用下使板料分离的一种冷冲压工艺叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边等工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。 3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。 4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。 5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。 6.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。 7.塑性差的材料，断裂倾向严重，断裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带小；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。 8.冲裁凸模和凹模之间的间隙，对冲裁件的断面及表面质量、尺寸精度、冲压工艺力、冲模寿命等均有很大的影响。 9.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。 10.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面质量和尺寸精度。 11.影响冲裁件尺寸精度的因素有冲模本身的制造精度、冲裁间隙、材料性质、工件的形状和尺寸，其中冲裁间隙起主导作用。
常用模具材料牌对照表 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
常用模具材料牌号对照表 类别中国钢号通用钢号钢材特性 塑胶模具钢 3Cr2Mo P20（美国） 618(瑞典) 预硬塑胶模具钢 3Cr2NiMo 718（瑞典） P20+Ni(美国) 超预硬塑胶模具钢 4Cr13 S136（瑞典）抗腐蚀塑胶模具钢 1CrNi3 NAK80（日本）镜面塑胶模具钢 3Cr17Mo M300（奥地利）耐腐蚀塑胶模具钢 五金模具钢 CrWMn SKS3（日本）不变形油钢 Cr12 Cr12MoV SKD11（日本） D3(美国) 耐磨韧性铬钢 Cr12Mo1V1 D2(美国) 热作模具钢 4Cr5MoSiV1 SKD61（日本）通用热作模具钢 H13（美国）
8407（瑞典） 冷作模具钢 CrWMn/SKS31/105W/Cr6高硬度，中等淬透性，价格低廉。 207-255 820-840 下料模、冲头、成型模、搓丝板顶出杆及小型塑料压模等。 9Mn2V/O2/DF-2?具有良好冲载能力，热处理变形小。≤229 780-800 厚度小于6mm 以下的小型热作模具钢 5CrMnMo淬透性一般，价格较低，淬火后硬度和5CrNiMo相近，而塑性韧性相对低一些。 197-241 820-850 用于制造形状简单，厚度小于250毫米的小型热锤锻 模。 5CrNiMo/L6/56Cr/NiMoV7淬火后综合力学性能较好，热强性和淬透性一般197-241 830-860 用于制造形状简单，工作温度一般，厚度在250~350毫米之间的 中型热锤锻模块。 5CrNiMoV/SKT4?淬透性，淬硬性较5CrNiMo、5CrMnMo显着改善。≤240 830-880 用于制造厚度＞350毫米，型腔复杂，受力载荷较大的大型锤锻模或锻造压力 机热锻模。 4Cr5MoSiV1/SWG8407/H13/H13ESR/SKD61/X40Cr/MoV51具有良好耐热性，抗热疲劳性能及耐液态金属冲蚀性能，高淬透性，优良综合力学性能，较高的抗回火稳定性。≤235 1020-1050 用于制造冲击载荷较大，型腔复杂的长寿命锤锻模或锻造
一、填空题 1、模具是一种重要的加工工艺装备，它的使用对保证产品质量、提高经济效益有着重要的作用。模具加工具有材料利用率高、力学性能好、尺寸精度高、生产效率高。 2、作为模具设计和制造者，既懂得模具设计和制造技术，又懂得材料成型加工及模具选材技术，才能制造出高质量、长寿命、高精度的模具。 3、根据工作条件及服役形式，模具材料分为冷作模具材料、热作模具材料和塑料模具材料三大类。 4、模具主要应用在压力加工之中，与模具有关的工艺，主要分为普通模锻、挤压、拉拔、冲压、压铸、塑料成型等。 5、韧性不是单一的性能指标，而是强度和塑性的综合表现。 6、热处理工艺性主要包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性，淬火变形与开裂倾向等。 二、判断题 1.无磁模具钢制的模具主要用于磁性材料的成形，以及无磁轴和其他在强磁场中不产生磁感应的结构零件的成形。√ 2.抗冲击冷作模具钢成分接近合金调质钢，基体钢属于高强韧性冷作模具钢。√ 3.基体钢，一般是指其成分相当于高速钢正常淬火组织中基体成分相同的钢，与高速钢相比，基体钢的过剩碳化物少，颗粒细小，分布均匀，强韧性好，同时还保持较高的耐磨性的热硬性，不仅适用于冷作模具，也可用于热作模具。√ 4.硬质合金是将一些高熔点、高硬度的金属碳化物粉末（如C、TiC等）和粘结剂（Co、Ni等）混合后，加压成型，再经烧结而成的一种粉末冶金材料。钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金。冷冲模用硬质合金一般是钨钴类。√ 5.金属陶瓷硬质合金的共性是：具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性，可以进行锻造及热处理。主要用来制作多工位级进模、大直径拉深凹模的镶块。× 三、为下列模具选择合适的材料。 光学镜片的注射模（D）热挤压滚动轴承环凸模（E） Φ40棒料下料剪刃（A）铜合金压铸模（B）塑钢门窗成型模（C） A、6W6MoCr4V B、3Cr2W8V C、0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR） D、10Ni3MnCuAl（PMS） E、4Cr3Mo2NiVNbB（HD） 四、问答题 1、什么是钢结硬质合金？有何特点？ 答：钢结硬质合金是以钢为粘结相，以碳化物（主要是碳化钛、碳化钨）做硬质相，用粉末冶金方法生产的复合材料。其微观组织是细小的硬质相，弥散均匀分布于钢的基体中（用于模具的钢结硬质合金，基体主要采用含铬、钼、钒的中高碳合金工具钢或高速钢）。钢结硬质合金是介于钢和硬质合金之间的一种材料，具有以下特点：工艺性能好具有可加工性和可热处理性，在退火状态下，可以采用普通切削加工设备和刀具进行车、铣、刨、磨、钻等机械加工。还可以锻造、焊接。与硬质合金相比，成本低，适用范围更广。良好的物理、力学性能。 钢结硬质合金在淬硬状态具有很高的硬度。由于含有大量弥散分布的高硬度硬质相，其耐磨性可以与高钴硬质合金接近。与高合金模具钢相比，具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度。与硬质合金相比，具有较好的韧性。具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。 2.简述冷冲模材料选用的一般原则。 答：①模具承受冲击负荷大时，应以韧性为主。②模具迫使金属沿型腔塑性流动的作用力大（即坯料变形抗力大）时，应以硬度和耐磨性为主；作用力小时，应以强度为主，并适当考虑韧性和耐磨性。③模具型腔复杂时，应以韧性和尺寸精度为主。④模具尺寸大时，应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。⑤模具加工批量大时，应以硬度和耐磨性为主。 1、冷作模具材料种类繁多，主要用于制造冷冲裁、冷镦模、冷挤压模、冷拉丝模、滚丝模和冲剪模等。 2、根据板料的厚度，冷冲裁模具可分为薄板冲裁模和厚板冲裁模两种，厚板冲裁模承受的负荷大，刃口更易磨损，凸模更易崩刃、折断，因此选材主要考虑材料的耐磨性和强韧性。 3、目前，使用最多的冷作模具材料是Cr12和Cr12MoV。 4、低淬透性冷作模具钢使用最多的是：T10A钢和Cr2钢。低变形冷作模具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素而发展起来的，常用的是：猛铬钨系钢和猛2系钢 5、特殊用途冷作模具钢主要有两类：一类为典型的耐腐蚀模具钢，另一类为无磁模具钢。
一、填空题 1．按塑料受热时的行为分类，塑料可分为（热塑性塑料）（热固性塑料）两类；2．按塑料的性能和应用范围分类，塑料可分为（通用塑料）（工程塑料）（特种塑料）三类； 3．影响塑料流动性的因素主要有（温度）（压力）（模具结构）； 4．影响塑料收缩性的因素主要有（塑料品种）（塑件结构）（模具结构）（成型工艺）；5．为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经脱模或机械加工后应进行适当的后处理。后处理主要是指（退火处理）（调湿处理）两种方式； 6．塑料模塑成型的方法很多，主要有（注塑成型）（挤出成型）（压缩成型）（压注成型）（气动成型）等； 7．注塑成型最重要的工艺参数是（温度）（压力）和（时间）等； 8．注塑成型过程的压力包括（塑化压力）和（注射压力）两种； 9．挤塑成型工艺参数包括（温度）（压力）（挤出速率）和（牵引速度）等； 10．注射成型机通常由（注射装置）（合模装置）（液压传动系统）（电气控制系统）等组成； 11．注塑机按外形特征分类可分为（立式注射机）（卧式注射机）（直角注射机）；12．注塑机的基本参数是设计、制造、选择与使用的基本依据。描述注塑机性能的基本参数有：（公称注射量）（注射压力）（额定塑化能力）（注射速度）（锁模力）（顶出力）等； 13．根据模具上各零部件所起的作用，一般注塑模具由（成型零件）（浇注系统）（导向机构）（侧向分型与抽芯机构）（推出机构）（温度调节系统）（排气系统）（支承零部件）等几部分组成； 14．注塑模具按成型塑料的材料可分为（热塑性塑料注塑模）（热固性塑料注塑模）；15．注塑模具按其采用的流道形式可以分为（普通流道注塑模）（热流道注塑模）；16．注塑模具按其成型腔数目可分为（单型腔注塑模）（多型腔注塑模）； 17．注塑模具按其总体结构特征可分为（单分型面注塑模）（双分型面注塑模）（带活动镶件的注塑模）（侧向分型与抽芯的注塑模）（自动卸螺纹的注塑模）（定模设置推出机构的注塑模）； 18．普通浇注系统一般由（主流道）（分流道）（浇口）和（冷料穴）等四部分组成；19．常用的浇口形式有（直接浇口）（中心浇口）（侧浇口）（环形浇口）（轮辐式浇口）
模具材料 一、名词解释 1.模具失效 :是指模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法使其重新服役的现象。 2.模具寿命 : 是指模具在正常失效前生产出的合格产品数目。 3.冷作模具 : 是指在常温下对材料进行压力加工或其它加工所使用的模具。 4.冷拉深模具 : 是将材进行伸延使之成为一定尺寸，形状产品的模具。 5.热作模具 : 是指将金属坯料加热到再结晶温度以上进行压力加工的模具。 ６.基体钢：是指在高速钢淬火组织基体的化学成分基础上，添加少量的其他元素，适当增减碳元素含量，使钢的成分与高速钢基体成分相同或相近的一类模具钢。 7.回火稳定性：是指随回火温度的升高，材料的强度和硬度下降的快慢程度。 8.热稳定性：钢在受热过程中保持组织和性能稳定的能力。 9.激光合金化：是利用激光束使合金元素与基体表面金属混合熔化，在很短的时间内形成不同化学成分和 结构的高性能表面合金层。 10.激光淬火：是指铁基合金在固态下经激光照射，使表层激光照射，使表层被迅速加热至奥氏体化状态，并在激光停止照射后，快速自冷淬火得到马氏体组织的一种工艺方法。 11.激光熔覆：是利用激光束在工件表面熔覆一层硬度高，耐磨，耐蚀和抗疲劳性好的材料，以提高工件 的表面性能。 12. 渗碳 : 是把钢件置于含有活性炭的介质中。加热至850℃-950℃，保温一定时间，使碳原子渗入钢件 表面的化学热处理工艺。 13. 渗氮 : 渗氮是把钢件置入含活性氮原子的气氛中，加热到一定温度，保温一定时间，使氮原子渗入钢 件表面的热处理工艺。 14. 电镀 : 是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原沉积在零件表面而形成一定性的金属镀层的过程 15. 电刷镀 : 是在可导电工件{或模具}表面需要镀覆的部位快速沉积金属镀层的新技术。 16. 气相沉积 : 是将含有形成沉积元素的气相物质输送到工件表面，在工件表面形成沉积层的工艺方法。 17.热硬性: 是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。 18. 冷热疲劳: 是指材料在多少度高温和多少度低温以多大的频率交替的情况下可以保持多长时间的正常 使用性能。 二、填空 1.根据工作条件，模具分为冷作模具、热作模具和塑料模具三大类。 2. 根据工艺特点，冷作模具分为：冷冲裁模具、冷拉深模具、冷挤压模具、冷镦模具等。 3. 模具在使用过程中产生失效的主要形式有：过量变形、表面损伤、断裂开裂、冷热疲劳等
复习题与思考题 课题一金属材料的力学性能 (—)填空题 1. 机械设计常用和两种强度指标。 3．冲击韧性的符号是；延伸率的符号是；屈服强度的符号是。5．材料主要的力学性能有、、、、和。 (二)判断题 1．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。（） （） 4．各种硬度值之间可以互换。（） 6．硬度是材料对局部变形的抗力，所以硬度是材料
的塑性指标。（） (三)选择题 1 低碳钢拉伸试验时，其变形过程可简单分为几个阶段。 A．弹性变形、塑性变形、断裂B．弹性变形、断裂 C 塑性变形、断裂D．弹性变形、条件变形、断裂3．材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的 A．弹性极限B屈服强度 C 抗拉强度D条件屈服强度 4．测量淬火钢件及某些表面硬化件的硬度时，一般应用 A．<160HB B．>230HB C．(160～230)HB D．(60～70)HRC 问答题 1 零件设计时，选取σ0. 2 (σs)还是选取σb，应以什么情况为依据? 2．在测定强度指标时，σs和σ0.2有什么不同? 3．常用的测量硬度方法有几种?其应用范围如何? 课题二铁碳合金组织观察 (一)填空题 1．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做，而晶胞是指。 2. 实际金属存在有、和三种缺陷。位错是
缺陷。 10．金属常见的晶格类型是、、。 3. α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立 方晶格的有，属于面心立方晶格的有，属于密排六方晶格的有。 4．同素异构转变是指。纯铁在温度发生和多晶型转变。 (二)判断题 1．纯铁加热到912℃时将发生α-Fe向γ-Fe的转变，( ) 2．在室温下，金属的晶粒越细，则其强度愈高和塑性愈低。( ) 3．金属具有美丽的金属光泽，而非金属则无此光泽，这是金属与非金属的根本区别。 纯金属的结晶 (一) 填空题 1．金属结晶的基本过程是和 2 在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为， 3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是 (二) 判断题 1. 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。即先形核，形
模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。 2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。 2.1.4硬度值对照表：
一、判断题 1、塑料收缩率是材料固有的属性，它与注塑成型工艺、塑料制品设计、模具结构设计无关。(√) 2、注塑机锁模力不足时，容易发生制品飞边现象。 (√) 3、抽芯设计时，斜导柱与开模方向的夹角一般要大于锁紧块与开模方向的夹角2°~3°。(×) 4、注塑模具顶出位置应设置在脱模力较小的地方，如靠近型芯，筋等等。 (×) 5、机械零件的轮廓算术平均偏差Ra越小，表示该零件的表面粗糙度越小。 (√) 6、冷却系统是为保证生产中的模具保持一定的恒温，避免模具局部温差而设计的循环冷却回路。(√) 7、产品顶出的推力点应作用在制品承受力最小的部位。 (×) 8、零件图是表示产品装配、连接关系的图样。 (×) 9、二板式结构的注塑模其特征是浇注系统的冷凝料与塑件是在不同的分型面上取出的；而三板式结构的注塑模却是在同一个分型面上取出的。 (×) 10、分型面选择的最重要的原则是：必须开设在制品断面轮廓最大的地方。否则，制品只能强脱或抽芯。 (√) 11、聚碳酸酯（PC）熔体黏度较大，在加热过程中具有明显的熔点，成型过程中宜选择较高的料筒温度和模具温度，以减小制品内部的残余内应力。(√) 12、注塑模具中设置支撑柱的主要目的是给顶针板导向。 (×) 13、任何塑件产品上的螺纹脱模都可以采用强行脱模的办法推出. (×) 14、模具冷却系统中，入水温度和出水温度之差越小越好。 (√) 15、某塑料件两孔间距离为10mm（自由尺寸），塑料平均收缩率是0.5%，模具上该尺寸可以设计为9.95mm。 (×)
16、注塑机喷嘴圆弧半径必须小于模具主流道衬套圆弧半径。 (√) 17、两板式注射模具的流道凝料和制品从不同的分型面取出。 (×) 18、对于已经淬硬的模具钢，无法用CNC进行精加工。 (×) 19、抽芯机构设计在定模比较简单，而设计在动模就比较复杂。(×) 20、ABS与PA相比较，前者更容易发生飞边现象，这是因为前者的流动性较强。(×) 21、熔融塑料进入型腔后，由于型腔的表面散热黏度下降，使流动性改善，因此流到末端时其熔接强度提高。 (×) 22、根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可以分为手动、气动、液动和机动四类。 (√) 23、潜伏式浇口和点浇口都是可以自动脱落的进浇方式。 (√) 24、在安排产品在型芯方位时，尽量避免侧向分型或抽芯以利于简化模具结构。 (√) 25、分型面的选择应有利于制品脱模，一般而言，分型面的选择应尽可能保证制品在开模后停留在定模一侧。 (×) 26、三板式注射模具的流道凝料和制品从不同的分型面取出。 (√) 27、设计分流道时，应先选较大的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修整。(×) 28、模具在注射机上的安装主要方法有螺钉直接固定和压板固定两种形式。 (√) 29、开模行程 (又称合模行程)是指模具开合过程中注射机动模固定板的移动距离。 (√) 30、从有利于塑件的脱模确保在开模时使塑件留于动模一侧考虑, 分型面应选择在塑件的最大轮廓处。 (√) 二、单项选择题 1、已知型芯长宽为1515，那么，以下模架尺寸合理的是 B 。 A、15×15 B、20×20 C、25×25 D、35×35 2、下面不属于分流道截面的是 A 。
一、名词解释 1.模具失效 2.模具寿命 3.冷作模具 4.冷拉深模具 5.热作模具６.基体钢 7.回火稳定性 8.热稳定性 9.激光合金化 10.激光淬火 11.激光熔覆 12. 渗碳 13. 渗氮 14. 电镀 15. 电刷镀 16. 气相沉积 17.热硬性18. 冷热疲劳 二、填空 1.根据工作条件，模具分为、和三大类。 2. 根据工艺特点，冷作模具分为：、、、等。 3. 模具在使用过程中产生失效的主要形式有：、、、等４.热作模具可分为：、、、、等。５.影响模具使用寿命的主要因素有：、、、 、等。 6. 模具钢分为：、、、等大类。 7.模具材料的力学性能主要有：、、、等。 8.模具材料的工艺性能主要有：、、等。 9.衡量冷作模具材料变形抗力的指标主要有：、、、等。 10.冷作模具材料的工艺性能主要有：、、等。 11. 冷作模具材料种类繁多，主要用于制造、、、、等。 12. 碳素工具钢的主要缺点、、、和等。 13. 按用途不同，热作模具材料分为、、、等。 14. 根据塑料的热性能和成型方法的不同，塑料成型模具分为、两大类。 15、模具的主要失效形式是、、和。 16、硬质合金的种类很多，但制造模具用的硬质合金通常是和。 17、热作模具包括、、、等。 18．时效硬化钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序。首先进行，第二步进行。 19．模具热处理工艺性主要包括：、、、等。 20．时效硬化钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序。首先进行，第二步进行。 三、简述题 *1. 简述模具失效分析的方法和步骤 2.简述冷作模具的工作条件及性能要求 3.简述热作模具的工作条件及性能要求。 *4. 影响模具寿命的主要因素有那些？ 5. 引起模具失效的原因主要有几方面？ 6. 模具表面硬化和强化的目的和方法是什么？
冲压模具材料的分类及强化处理技术 [摘要] ：随着现代制造技术的不断进步，尤其是汽车、电子、航空工业的快速发展，越来越多的产品要求模具在高温、高速条件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上给模具制造业带来了挑战。文章从常用冲压模具材料的种类、冲压模具材料的合理选择对热处理的影响、冲压模具表面处理技术等方面出发，对常用冲压模具材料的分类及处理技术进行相应分析。 [关键词] ：冲压模具材料；热处理；表面处理；模具材料性能 模具作为工业生产的重要工艺设备，在其实际应用过程中，具有生产效率高、材料利用率高、制件精度高、复杂程度高等优势，这些是其它加工制造技术无法比拟的。模具生产技术已经广泛应用在汽车、电子、机械、仪表、家电、航空等行业中。在很长一段时间内，模具作为重要工艺设备极大的促进了生产的发展，但是随着模具种类的不断增多，形状越来越复杂，加工工艺越来越困难，再加上热处理技术的限制，模具技术的发展速度逐渐缓慢，并出现各种质量问题。在这种情况下，有必要对模具材料的种类进行分析并选取合适的模具材料以及对应的处理技术，确保模具质量。 1 常见冲压模具材料的种类及性能 1.1 常见冲压模具材料种类 常见冲压模具材料主要包括碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高
铬工具钢、高速钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。其中，碳素工具钢价格便宜、加工性能较好，热处理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸较小、形状简单且承受荷较小的模具零件中使用；低合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入适量的合金元素而形成的。它的优势是能有效的降低淬火冷却速度，将热应力和组织应力降至最低，同时减小淬火变形和降低开裂倾向；高碳高铬工具钢不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性优势，还具有较好的淬透性、淬硬性、高稳定性等优势，热处理变形很小；高速钢硬度较高，还具有较高的抗压强度和耐磨性，通常采用快速加热和低温淬火工艺，在一定程度上改善了材料的韧性。但是高速钢中的合金元素含量较高、成本高、脆性较大，再加上其工艺性能不佳，不能广泛应用在工业生产中；基体钢是在高速钢的基础上添加少量的其它元素，在具有高速钢好的耐磨性和硬度的前提下，其抗弯强度和韧性均有所提高。一般用于制造冷挤压、冷镦模具；硬质合金一般具有较高的硬度和耐磨性，而钢结硬质合金的性能更佳，它是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂，以碳化钛、碳化钨等材料作为硬质相，用粉末冶金的方法烧结而成，用这种材料制作的模具坚固耐用，适合在大批量生产用模具上应用。 1.2模具材料性能 在模具材料的选用过程中，必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标；硬度的高低将直接影响模具的使用寿命，对模具质量有重要影响；韧性反映材料在较强
第一章 一：填空题 1. 因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。 2 . 冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。 3 . 冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备。 4.冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。 二 . 判断题（正确的打√，错误的打×） 1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。（×） 2 . 落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。（×） 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。（√） 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。（√） 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。（√） 6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。（√） 7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。（√） 8 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。（√） 9. 冲压加工只能加工形状简单的零件。（×） 第二章
21 ?冲孔时，凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。 22 ?落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。 23 ?落料时，因落料件的大端尺寸与澳模尺寸相等，应先确定凹模尺寸，即以凹模尺寸为基础，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸范围内较小尺寸，而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。 24?冲孔时，因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致，应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基础，为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故从孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸范围内较大尺寸，而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。 25 ?配合加工法就是先按设计尺寸加工一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按间隙配作另一件。 26 ?落料时，应以凹模为基准配制凸模，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。 27 ?冲孔时，应以凸模为基准配制凹模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。 28?凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合δ凸 + δ凹≤Z max -Z min的条件。 29?冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小冲裁间隙 配制。故在凹模上只标注基本尺寸，不标注公差，同时在零件图的技术要求上注明凹模刃口尺寸。 30 ?冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。 31 ?材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比，是衡量合理利用材料的指标。 32 ?冲裁产生的废料可分为两类，一类是结构废料，另一类是工艺废料。 33 ?减少工艺废料的措施是：设计合理的排样方案，选择合理的板料规格和合理的搭边值；利用废料作小零件。 34 ?排样的方法，按有无废料的情况可分为有废料排样、无废料排样和少废料排样。
（数控模具设计）模具材料 及热处理
模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性且且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由俩种或俩种之上金属或金属和非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是壹个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另壹个组元的晶格中，而仍保持另壹组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体俩种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成壹种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由俩种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是俩面种晶体，却是壹种组成成分，具有独立的机械性能。 2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，
又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表壹。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，且保持壹定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，能够直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有壹些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质俩种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出壹个正方形压痕。测量压痕俩对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有壹个连续壹致的标度；试验负荷可