模具寿命与材料试题

一、单项选择题1、模具寿命与产品本钱的正确关系是(C)A. 模具寿命越长，产品本钱越高B. 模具寿命中等时，产品本钱最低C. 模具寿命越短，产品本钱越高D. 模具寿命越短，产品本钱越低2、模具寿命与生产率之间的正确关系是(D)A. 模具寿命越高，生产率越低B. 模具寿命对生产率的影响不大C. 模具寿命越低，生产率越高D. 模具寿命越高，生产率越高3、锤锻模工作环境十分苛刻，一般需要具有较好的综合力学性能，其中小型锤锻模具燕尾部位硬度一般要求是(A)A. 35~39HRCB. 39~45HRCC. 30~32HRCD. 32~35HRC4、产品批量与产品本钱的正确关系是(A)A. 产品批量越大，产品本钱越低B. 产品批量中等时，产品本钱最低C. 产品批量越小，产品本钱越低D. 产品批量越大，产品本钱越高5、要减少模具的磨粒磨损，模具材料硬度H0和磨粒硬度H m的正确关系是(A)A. H0＞H mB. H0＜H mC. H0＝H mD. H0≥H m6、磨粒平均尺寸与模具磨损量的正确关系是(D)A. 磨粒平均尺寸越大，模具磨损量越小B. 磨粒平均尺寸越小，模具磨损量越大C. 磨粒平均尺寸中等时，模具磨损量最大D. 磨粒平均尺寸越大，模具磨损量越大7、以下关于模具材料的硬度对模具耐磨损性能影响的表述，正确的选项是(C)A. 模具材料硬度越高，模具耐磨性能越差B. 模具材料硬度越低，模具耐磨性能越好C. 模具材料硬度越高，模具耐磨性能越好D. 模具材料硬度中等，模具耐磨性能最好8. 当粘着磨损的粘着点强度比模具和工件强度低时，将发生(D)A. 涂抹B. 擦伤C. 胶合D. 氧化磨损9. 关于模具材料的抗粘着磨损能力，以下表述正确的选项是(C)A. 模具材料塑性越高，抗粘着磨损能力越强；B. 一样金属组成的摩擦副不易产生粘着磨损；C. 多相金属比单相金属抗粘着磨损能力强；D. 面心立方构造比密排立方构造的金属抗粘着磨损能力强。

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。

模具寿命与材料试题判断1.钢的耐疲劳磨损性，在很大程度上决定于冶金质量。

（）2.预硬钢是以预硬状态供货的，一般不需热处理而直接加工成形。

3.钢的硬度主要决定于其化学成分和组织。

（）4.压铸模在工作时，受到被加工材料的腐蚀，从而加剧模腔表面磨损。

（）5.模具在淬火后应及时，充分回火，以提高模具硬度的均匀性，从而获得良好的耐磨性和高的冷热疲劳寿命。

（）6.Cr12和Cr12MoV通称为Cr12型钢。

（）7.随着含碳量的增加，钢的硬度，强度和耐磨性提高，塑性，韧性变差。

（）8.选择冷作模具材料时，应遵循的基本原则是：首先要满足模具的使用性能要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性。

（）9.对拉伸模具的主要性能要求是具有高的强度和耐磨性。

（)10.粘着磨损是拉伸模具中常遇到的磨损形式之一。

()11.硅可有效地提高钢的回火稳定性。

（）填空1.3Cr2W8V钢是制造压铸模的典型钢种，属于过析钢，我国应用最广泛。

2.将3Cr2Mo中的含硫量加至0.1%，即成为新材料P20S.3.冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括低淬低回，高温淬火，微细化处理和邓文及分级淬火等。

4.为了防粘附，在拉伸铝，铜合金和碳素钢时，可对凸凹模材料进行渗氮或镀铬处理。

5.模具工作零件表面强化的目的是获得外硬内韧的效果，从而得到硬度，耐磨性，韧性，耐疲劳强度的良好配合。

6.冷作模具材料还必须具备适宜的工艺性能，主要包括可锻性，可切削性，可磨削性，热处理工艺性等。

7.回火稳定性愈高钢的热硬性愈好，在相同的硬度情况下，其韧性也较好。

8.由热处理工艺引起的变形，开裂问题，可以通过控制加热方法，加热温度，冷却方法等热处理工序来解决。

9.冲裁模的正常失效形式主要是磨损和刃口由锋利变圆钝。

选择1.为提高冷作模具的抗磨损能力，通常硬度要求应高于铸件硬度的30%-50%。

2.脱碳会降低模具的耐磨性和疲劳寿命。

3.过热会得到粗大的马氏体，从而降低了模具的韧性，增加模具早期断裂的危险性。

《习题一》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、6W6MoCr4VB、3Cr2W8VC、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。

一选择题1．按模具所加工材料的再结晶温度分类，模具种类有（B）A热作模具 B冷变形模具 C温作模具 D金属成型用模具2．模具在使用过程中，出现尺寸变化和微小裂纹、腐蚀等现象，但没有立即丧失服役能力的状态称为（C）A制件报废 B模具服役 C模具损伤 D模具失效3．磁粉检验或染色渗透检验属于（A）A宏观分析技术 B金相显微观测技术 C透射电子显微镜分析技术 D电子探针观测技术4．衡量材料塑性变形能力的指标是（B）A.σbB.σsC.δ D .E5．下列属于模具材料的使用性能的是（A）A冲击韧度 B锻造性 C淬透性 D切削加工性6．下列钢的代号中，属于新型塑料模具钢的是（D）A.GD钢B.5Cr2钢C.HD钢D.P20钢7．渗氮是一种模具表面（A）A化学热处理技术 B涂镀技术 C气相沉积技术 D激光处理技术8．摩擦副之间咬死是（B）的一种类型A磨粒磨损 B粘着磨损 C疲劳磨损 D腐蚀磨损9．材料的σbs性能指标是通过（D）试验测定的A拉伸 B扭转 C弯曲 D压缩10．在平钻上扩孔并拔长圆环模块时，圆环处于（）的应力状态A外壁受压、内壁受压 B外壁受拉、内壁受压C外壁受拉、内壁受拉 D外壁受压、内壁受拉二、填空题11、我国模具基本上分为10大类，其中冲压模和（）模两大类占主要部分12、冲压式利用冲模使材料发生（分离或变形），从而获得零件的加工方法13、模具发生(正常)失效时，已达到或超过模具预定的寿命14、模具渗氮前一般要求先进行调制处理，以获得（回火索氏体）组织15、实验表明，材料的多种抗力是一个取决于（强度和塑性）的综合力学性能16、压缩试验是利用万能试验机对试样施加（轴向压力）进行的17、模具材料与工件材料的硬度相差（越小），则粘着磨损越严重18、断裂按（裂纹扩展的）路径分为沿晶断裂、穿晶断裂和混晶断裂19、模具在设备上生产出合格产品所用的时间，称为（）时间20、脆性断口总是与最大（正应力）作用方向垂直21、当材料内部已有裂纹存在时，是否会发生快速断裂，取决于裂纹尖端应力场强度和材料的（）22、引起疲劳断裂失效循环应力最大值σmax（）材料的屈服强度23表达材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂能力的性能指标是（）24、在其他条件相同的情况下，设备速度（越高），模具越易发生断裂或塑性变形失效25、模具所承受的实际应力主要包括工作应力、（）和应力集中三部分三、名词解释26、模具失效：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役27、钻结硬质合金：以难熔金属的碳化物（如碳化钨、碳化钛等）为硬质相，以金属钻为粘结相，用粉末冶金的方法制造的合金材料28、磨粒磨损：工件表面的硬突出物或外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象称为磨粒磨损或磨料磨损。

部分答案1、简述模具材料对模具寿命的影响，总结模具选材的主要原则。

答：1）从模具的使用来看，根据模具的工作状况，选用具有适当的强度和韧性匹配的模具，从而使模具寿命最高；通过适当地热处理与表面处理，使模具内部韧性高、模具表面强度高和耐磨性高，能有效地提高模具的整体性能及寿命。

2）主要原则：（1）使用性能足够；（2）工艺性能良好；（3）供应上能保证；（4）经济性合理。

2、改进和优化模具结构设计的基本作用是什么? 举例说明其对模具寿命的影响？3、分析拉深模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用?答：1）工作条件：拉深模具主要用于金属板料的拉深成形，拉深过程中模具的受力状态如课本图7-8 所示。

拉深载荷通过凸模圆角部位传给工件，工件外面部分通过凹模端面与压边圈之间向内流动。

成形过程中，工件给凸模圆角半径部分压力F＇4，及摩擦力F4，给凹模圆角半径压力F＇3及摩擦力F3，给压力圈压力F＇1和摩擦力F1，给凹模端面压力F＇2和摩擦力F2.2）主要失效形式：拉深模凸模、凹模和压边圈工作部分没有锋利的尖角，模具零件受力不像冲裁模那样局限在很小范围内，同时凸凹模间隙一般都比板材厚度大，模具较少出现断裂和塑形变形失效。

但拉深模工作时，板材与凹模和压边圈产生相对运动，存在很大的摩擦，因此拉深模的主要失效形式为磨损，在磨损形式及机理上，主要表现为粘着磨损。

3）4）材料的选用：根据坯料材质的不同，选用与其亲和力小的模具材料。

一般来说，坯料为钢板，模具材料应选用有色金属，反之，坯料为有色金属，模具材料则选用钢和铁。

（1）对于圆形件，小批量，可选T8/T10/45钢：（2）对于中批量的中小件，选MnCrW、crWV;（3）对于形状不规则的中小件，选Cr12MoV；（4）对于小件大批量，选硬质合金；（5）对于大型拉延模、汽车覆盖件模，可选铸铁。

4、选择锤锻模具材料和确定其工作硬度的依据是什么?p1425、从工艺性能和承载能力角度判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：7Cr7Mo2V2Si（LD1钢）、Crl2MoV（高耐磨钢）、Cr4W2MoV（高碳中铬钢）、GCrl5（高碳低合金钢）、9Crl8（耐蚀冷作模具钢）、W6Mo5Cr4V2（高速钢）、5Cr4Mo3SiMnVAl（基体钢——012Al钢）、6CrNiSiMnMoV（GD钢——高韧性低合金钢）、9Cr6W3Mo2V2（GM钢）、65Cr4W3Mo2VNb（基体钢——65Nb钢）。

1、简述模具材料对模具寿命的影响，总结模具选材的主要原则。

2、改进和优化模具结构设计的基本作用是什么? 举例说明其对模具寿命的影响？3、分析拉深模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用?4、选择锤锻模具材料和确定其工作硬度的依据是什么?5从工艺性能和承载能力角度判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：7Cr7Mo2V2Si、Crl2MoV、Cr4W2MoV、GCrl5、9Crl8、W6Mo5Cr4V2、5Cr4Mo3SiMnV Al、6CrNiSiMnMoV、9Cr6W3Mo2V2、65Cr4W3Mo2VNb。

6、选择塑料模具材料的依据有哪些? 请为下列工作条件下的塑料模具选用材料。

(1)高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模具；(2)耐腐蚀、高精度塑料模具。

7、针对型腔复杂、精度要求高和寿命要求长的塑料模具，选材时主要考虑哪些因素？现有T12A和3Cr2Mo（P20）两种材料，请选择最合适的材料，并说明理由？8选择压铸模具材料的主要依据有哪些?9、分析厚板冲裁模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用? 某接触簧片级进模具凸模用W6Mo5Cr4V2钢制造，寿命只有1000件左右，且主要表现为脆断，请给出改进措施？10、模具表面处理的目的是什么? 模具表面处理常用的方法有哪些? 某M8螺帽冷作模具，选Cr12钢制造，采用常规淬火、回火工艺处理，使用寿命只有3 000次左右，且发现模具型腔表面磨损严重，有粘模现象，请提出改进措施？11、何谓时效硬化型塑料模具钢? 简述其性能及应用特点?12、模具表面处理的目的是什么? 模具表面处理常用的方法有哪些? 某钨合金热挤压模具，用传统工具钢制造，挤压温度在1320℃以上时，只能进行1次作业，模具被严重磨损，且挤压材料因表面被合金化而变质，请给出改进措施？13、选择塑料模具材料的依据有哪些? 请为下列工作条件下的塑料模具选用材料：(1)形状简单，精度要求低、批量不大的塑料注射模具；(2)大型、复杂、产品批量大的塑料注射模具。

1．根据模具工作条件，将模具钢划分为、和三大类。

2．模具失效的基本形式有：、、。

3．表征材料的弹性、塑性、形变强化率、强度和韧性等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标的是。

4．影响冷作模具钢性能的决定性因素是。

5．对钢表面具有钝化作用，使钢具有抗氧化能力的合金元素是。

6．碳素工具钢的力学性能主要取决于。

7．冷作模具钢的强韧化处理工艺包括、、、和分级处理。

8．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。

9．韧性不是单一的性能指标，而是和的综合表现。

10．电镀工艺通常包括、和三个部分。

11．碳氮共渗（软氮化）是向钢件表面同时渗入和并以为主的化学热处理工艺。

12．评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的和. 。

13．热处理工艺性主要包括：、、、过热敏感性，淬火变形与开裂倾向等。

二、不定项选择（20分）1．模具表面硬化和强化的目的是（）A.提高模具的耐磨性B.提高模具的耐热性、耐蚀性C.提高模具的抗咬合性和疲劳强度D.提高模具的塑性2．冷作模具材料必须具备适宜的工艺性能，主要包括（）A. 可锻性 B . 可切削性 C. 可磨削性 D. 热处理工艺性等3．影响模具寿命的主要因素有（）A. 模具结构设计B. 模具制造质量C. 模具材料D. 模具的使用E. 模具热处理质量与表面强化4．压铸模用钢3Cr2W8V采用等温退火后组织为（）A. 索氏体与碳化物B. 莱氏体与碳化物C. 珠光体与碳化物D. 托氏体与碳化物5．其它热作模具材料有（）A. 硬质合金B. 高温合金C. 难熔金属合金D. 压铸模用铜合金6．塑料模常见的失效形式有（）A. 磨损B. 塑性变形C. 断裂D. 腐蚀7．对于T7A钢，以下说法正确的是（）A. 钢中不含有硅元素B. 属于碳素工具钢C. 是低淬透性冷作模具钢D. C的质量分数为0.7%8．常用的压铸模用钢有（）A. 钨系B. 铬系C. 铬钼系D. 铬钨钼系9．改变表面化学成分的模具表面强化方法有（）A. 高频加热表面淬火B. PVDC. 软氮化处理D. TD法10．目前常用的压铸金属材料主要有（）A. 锌合金B. 铝或美合金C. 铜合金D. 钢铁三、判断（正确划“√”，错误划“×”，共10分）( )1. 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。

模具寿命及材料作业（参考答案）一、名词解释1、模具寿命p82、模具服役p83、模具磨损失效p114、模具断裂失效p175、模具损伤p86、模具失效p8二、问答题1、要使产品的成本v下降为什么要考虑产品批量与模具寿命的匹配关系？P10答：因为产品的成本v=S BM A ++，其中A是与模具费用无关的，与模具费用有关的是BM+，当BM+一定时，S越大，V越小。

BM+越大，V越大，但S正比于BM+，所以应考虑产品批量与模具寿命的匹配关系，使S略大于产品批量，才能使S BM+下降，V下降。

2、为什么平面应变的塑性区小于平面应力状态？那种受力状态容易断裂？为什么？P213、影响模具寿命的基本因素有哪些？其中最主要的因素是什么？为什么该因素是主要因素？P30-48答：影响模具寿命的基本因素有①模具结构，②模具制造，③模具材料，④模具使用，⑤模具管理、维护。

影响模具寿命最主要的因素是模具材料。

因为模具的使用性能要求取决于模具材料和热处理。

4、试述合金元素在钢中的主要作用。

答：合金元素在钢中可强化基体组织，细化晶粒，提高淬透性，提高回火稳定性，提高球化效果，并使碳化物不均匀。

5、cr12型钢适应制作什么模具？为什么要进行锻造加工？其最终热处理工艺有几种？为什么要进行多次回火？P61-62答：cr12型钢是高耐磨冷作模具钢，适应制作磨损较大的冷作模具，如冲压模等。

因cr12型钢是高碳高合金工具钢，属莱氏体钢，碳化物分布不均匀，需经足够大的锻锤多方位反复锻打，将粗大的碳化物打碎，改善碳化物的不均匀分布，降低偏析。

其最终热处理工艺有一次硬化法和二次硬化法。

在二次硬化法中进行多次回火，因一次回火残余奥氏体向马氏体转变不完全，二次回火可消除一次回火时残余奥氏体向马氏体转变的内应力，继续使残余奥氏体向马氏体转变，依次类推，一般需经三次回火。

6、3cr2w8v属何钢种？有什么特性？如制作压铸模、精锻模、其热处理工艺有什么不同？为什么？P83-84 答：3cr2w8v属w系热作模具钢，C与合金元素的含量只有w18 cr4v的一半，也叫半高速钢。