模具材料考试题答案 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
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。
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
４.热作模具可分为：锤锻模、压力机模锻、热挤压模、热冲裁模、压铸模等。
５.影响模具使用寿命的主要因素有：模具结构、模具工作条件、模具材料、
模具热处理与表面强化、模具制造工艺等。
6. 模具钢分为：冷作模具钢、热做模具刚、塑料模具钢、其他模具钢等大类。
7.模具材料的力学性能主要有：耐磨性、韧性、硬度和热硬性、抗疲劳性等。
8.模具材料的工艺性能主要有：加工性、淬透性和淬硬性、氧化、脱碳敏感性等。
9.衡量冷作模具材料变形抗力的指标主要有：硬度、抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
10.冷作模具材料的工艺性能主要有：锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等。
11. 冷作模具材料种类繁多，主要用于制造冲压、剪切、辊压、压印、冷镦和冷挤压等。
12. 碳素工具钢的主要缺点、淬火变形大、耐磨性差、硬度不高和易脱碳等。
13. 按用途不同，热作模具材料分为低耐热高韧性钢、中耐热钢、高耐热钢等。
14. 根据塑料的热性能和成型方法的不同，塑料成型模具分为热固性、热塑性两大类。
15、模具的主要失效形式是塑性变形、表面损伤、开裂与断裂和冷热疲劳。
16、硬质合金的种类很多，但制造模具用的硬质合金通常是普通硬质合金钢和钢结硬
质合金钢。
17、热作模具包括热锻模、热镦模、热挤压模、压铸模等。
18．时效硬化钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序。首先进行固溶处理，第二步进行时效处理。
19．模具热处理工艺性主要包括：退火工艺、淬透性、淬硬性、氧化和脱碳敏感性等。
20．时效硬化钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序。首先进行固溶处理，第二步进行时效处理。
*1. 简述模具失效分析的方法和步骤
答：1.现场调查与处理 2.模具材料和制造工艺和工作情况调查 3.模具工作条件分析 4.模具失效的综合分析 5.提出防护措施。
2.简述冷作模具的工作条件及性能要求
答：冷作模具在工作中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等机械作用，从而会发生脆断、镦粗、磨损、咬合、啃伤、软化等现象。因此冷作模具材料应具备一定的断裂抗力、变形抗力、磨损抗力、疲劳抗力以及抗咬合能力。
3.简述热作模具的工作条件及性能要求。
答：热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化的情况下工作。要求模具有一定的硬度较高的强度和冲击韧性等。
*4. 影响模具寿命的主要因素有那些
答：1.模具的结构 2.模具的工作条件3.模具材料的使用 4.模具的热处理与表面强化5. 引起模具失效的原因主要有几方面
答：材料的选择、加工工艺、工作条件、人为操作。
6. 模具表面硬化和强化的目的和方法是什么
答：模具表面硬化和强化的目的：提高模具表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，从而大幅度提高模具的使用寿命。方法：化学热处理、涂镀技、术气相沉积技术以及模具表面的其他处理技术。
7. Cr12MoV 钢有何特点
答：强度高、耐磨、易淬透、稳定性高、抗压强度高及微变形。
8. 反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些其主要影响因素是什么
答：反映冷作模具材料断裂抗力的指标有：硬度、抗压强度、抗拉强度、抗弯强度。主要影响因素是：硬度、抗压强度。
*9. 简述模具材料的选用原则。
答：根据模具生产条件和工作条件的需要，结合模具材料的基本性能和相关因素，应该选择合适模具需要，经济合理，技术先进的模具材料。
10. 简述冷作模具用钢的使用性能和工艺性能。
答：冷作模具用钢的使用性能：具备一定的断裂抗力、变形抗力、磨损抗力、疲劳抗力以及抗咬和能力。工艺性能：具有良好的锻造工艺、性切削工艺性和热处理工艺性。
*11. 简述热作模具用钢的使用性能和工艺性能。
答：使用性能：1.硬度要求为40~52HRC 2.较高的强度 3.较高的冲击韧性和断裂韧度 4.
好的热稳定性 5.好的回火稳定性 6.搞的热疲劳抗力 7.好的抗热磨损与抗氧化性能。
工艺性能：1.良好的锻造工艺性 2.良好的淬火工艺性 3.良好的切削工艺性
12. 分别举例说明冷冲裁模、冷镦模、冷挤压模的选材原则及热处理要点。
答：1、冷冲裁模；钢板、有色金属板材或其他板材；热处理变形小、不开裂和高硬
度。2、冷镦模；金属棒状坯料，热处理常用喷水淬火法，要充分回火。3、冷挤压模；如梭子冷挤压凹模使用CrWMn钢制造的，宜采用较低的淬火温度。
13. 简述钢结硬质合金的特点。
答：1.工艺性能好 2.良好的物理、力学性能 3较高的强度和较低的密度 4.良好的自润性 5.较低的摩擦系数 6.优良的化学稳定性
15. 影响热作模具材料热疲劳性能的因素有哪些
答：影响热作模具材料热疲劳性能的因素有：模具材料所含的合金元素和其热处理工艺。
16．试述5CrMnMo钢热锻模热处理工艺及注意事项，热锻模燕尾可采用哪些方法处理答：退火：以每小时升高25℃~30℃／h的速度加热到770℃，然后保温2到4小时后随炉冷却到680℃，再保温4到6小时，随炉冷却至500度，期间冷却速度≤30℃／h，之后空冷至室温。淬火：经600℃~650℃温度预热后加热到830℃~860℃，保温后油淬。淬火时应该注意，钢模块如果出油温度低，容易淬裂，常在200左右出油
*17．影响热作模具寿命的因素有哪些提高热作模具寿命的措施有哪些
答：影响热作模具寿命的因素有：1.硬度 2.强度 3.冲击韧性和断裂韧度 4.热稳定性
5.回火稳定性
6.热疲劳抗力
7.抗热磨损与抗氧化性能。提高热作模具寿命的措
施：1.合理选材 2.设计合理的模具结构 3.使用正确的加工工艺 4.进行合理的热处理和表面强化.
*18．塑料模具对其材料的切削加工性、塑性加工性和热处理工艺性有何要求
答：1.塑料模具材料应具有好的切削加工性和表面抛光性 2.良好的塑性加工性 3.热处理变形小，脱碳敏感性低，淬火应力和淬火开裂倾向小，淬透性和淬硬性高。
19．时效硬化型塑料模具钢适于制作哪类塑料模具，其热处理特点如何
答：时效硬化型塑料模具钢适于制作一般精密塑料模具、高精密塑料模具、对冲击韧度要求不高地塑料模具和采用冷挤压的工艺方法加工型腔的塑料模具。热处理特点：首先进行固溶处理，即把钢加热到高温，使各种合金元素溶入奥氏体中，完成奥氏体后淬火获得马氏体组织。第二步进行时效处理，利用时效强化达到最后要求的力学性能。
*20．电刷镀工艺有何特点答：1.不受镀件限制 2.镀层质量高 3.沉淀速度快
21．简述化学镀与电镀的工艺特点，并比较两者的优缺点。
答：化学镀可获得单一金属镀层、合金镀层、复合镀层和非晶态镀层。化学镀的均镀能力好，仿形性好，镀层致密设备比较简单操作方便，复杂的模具进行化学镀还可以避免热处理引起的变形。
*22．激光表面处理技术主要有哪些主要类型和方法
答：类型：激光表面热处理，激光表面改性技术方法：激光淬火激光非晶化激光冲击硬化激光表面合金化激光熔覆
五、综合题
1．大批量生产用的某型螺母冲孔模如图所示，硬度要求为58～
60HRC试分析该冲孔模在使用过程中的工况条件以及可能的失效方
式。请选择适合制造该模具的材料，拟定该模具的制造工序，并制
定出其淬火工艺和回火工艺。
答：60Si2Mn 1、此为冷作模具，在工作中受拉伸、压缩、弯曲、冲击、疲劳摩擦等机械作用从而发生脆断、镦粗、磨损、咬合、啃伤软化等现象。2、其主要为摩擦失效以及塑性变形、断裂、崩刃等。3、工艺路线：胚料——锻造——球化退火——粗加工——淬火+回火(调质处理)——精加工——表面激光淬火——精磨——模具
*2．批量生产的弯曲连杆热锻件及锤锻模如图所示，试分析该热锻模在使用过程中的工况条件以及可能的失效方式。请选择适合制造该模具的材料，拟定该模具的制造工艺路线，并说明其热处理工序的工艺方法。
答：该模具在服役过程中不仅要承受冲击力和摩擦力的作用，还要承受很大的压应力、拉应力和弯曲应力的作用，同时也受到交替的加热和冷却作用。该模具可能的失效形式为磨损失效、断裂失效、热疲劳失效及变形失效等。
根据其使用工况条件及失效形式的分析，模具应具有较高的高温硬度、高温强度、良好的韧性和抗冷热疲劳性能，故选用5CrMnMo钢来制造。该模具的制造工艺路线为：下料——锻造——退火——粗加工——淬火+回火——精加工——成品淬火工艺：淬火加热温度840-860°C，油淬，冷却加至150-180°C出油并立即回火。
回火工艺：锻模部分回火加热温度为490-510°C，模具燕尾部分回火加热温度为620-640°C。