模具材料习题(答案)

1、.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

2、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

3、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） 40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

4、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

5、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：模具承受冲击负荷大时，应以韧性为主。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。模具型腔复杂时，应以韧性和尺寸精度为主。模具尺寸大时，应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。模具加工批量大时，应以硬度和耐磨性为主。习题二1、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

6、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。6、冷作模具钢的强韧化处理工艺包括低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级处理。7、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点s和屈服强度0.2.。二、判断题 1、冲裁模的工作部位是刃口。2、冷挤压模的凹模主要失效形式是断裂

7、、塑性变形及磨损。3、9Mn2V钢中锰的作用是为了提高钢的淬透性。4、厚板冲裁模强韧化处理方法有双液淬火和碱浴淬火。5、Cr12Mo1V1是研制的新钢种，由于Mo、V含增加。其组织进一步细化。钢的耐磨性、强韧性较Cr12MoV要高，但锻造性能稍差，易锻裂，退火软化也比较困难。6、6W6Mo5Cr4V钢主要用于取氏高速钢或Cr12型钢制作易于脆断或开裂的冷挤压凸模或冷镦模，寿命可提高210倍。用于大规格的圆钢下料剪刀，可提高寿命数十倍。三、选择题1、下列钢种不属于高韧性冷作模具钢的是（ D ）A、高速钢 B、降碳高速钢 C、基体钢 D、马氏体时效钢2、65Cr4W3Mo2VNb钢的简称代号是（

8、D ）A、LD钢 B、012Al钢 C、6W6钢 D、65Nb3、3Cr2W8V钢是制造（ C ）的典型钢种。A、冲裁模 B、冷挤压模 C、压铸模 D、塑料模四、多项选择题：1、属低淬透性冷作模具钢的有：（ A E H ）2、属低变形冷作模具钢的有：（ D F J ）3、属高耐磨微变形冷作模具钢的有：（ B I ）4、属高强度高耐磨冷作模具钢的有：（ C G ）（A）T8A；（B）Cr12；（C）W18 Cr 4V；（D）CrWMn；（E）GCr15；（F）9CrWMn；（G）W6Mo5Cr4V2；（H）9SiCr；（I）Cr12MoV；（J）9Mn2V。五、问答题1、冷挤压模具工作零件对材料

9、有何特殊要求？答：在冷挤压过程中，需要承受外套的预压应力和挤压过程中的拉应力，凸模则承受巨大的压应力。工件在变形过程中所产生的热量也部分地被模具吸收，所以模具材料还需要具有一定地高温硬度和热稳定性。另外，模具表面往往回产生磨损和挤伤，从而造成模具零件尺寸和形状的变化，并且使模具零件表面粗糙度增大，使模具失效。2、Cr12MoV钢有何特点？答：Cr12MoV钢有高淬透性，截面为300400mm以下者可以完全淬透，在300400时仍可保持良好硬度和耐磨性，韧性较Cr12钢高，淬火时体积变化最小。可用来制造断面较大、形状复杂、经受较大冲击负荷的各种模具和工具。例如，形状复杂的冲孔凹模、复杂模具上的镶

10、块、钢板深拉深模、拉丝模、螺纹挫丝板、冷挤压模、冷切剪刀、圆锯、标准刀具、量具等。3、冲裁模工作零件材料选择的原则是什么？答：冲裁模一般根据被加工工件的材料种类、厚度、生产批量和模具的尺寸精度、形状的复杂程度等因素选择工作零件的材料。4、简述拉深模的工作特点、主要失效形式。答：拉深模的工作对象为冷作钢板和有色金属板材，依靠模具使坯料产生塑性变形，从一种形状变为另一种形状。拉深时拉深载荷通过凸模园角部位传给工件，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，工件给凸模园角半径、对凹模的端面及园角半径有很大的压力和摩擦力。拉深模凸模、凹模和压边圈工作部位过渡圆滑，应力集中较小，工作时出

11、现偏载也较少，而板料与凹模和压边圈产生相对运动，存在很大摩擦，因此拉深模的主要失效形式为磨损，由于压力较大，在磨损形式及机理上，主要为粘着磨损。习题三、四一、填空题1.按用途不同，热作模具材料分为锤锻模、热锻模、热挤压模、压铸模等。2.对于大型高精度的注射成型模具，采用预硬钢。3.淬硬型塑料模具钢的最终热处理是淬火和低温回火。4.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。5.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塑料成型模具、热塑性塑料成型模具两大类。二、选择题1、下列模具中，不属于热作模具的是（ D ）。A、锻模 B、热挤压模 C、压

12、铸模 D、拉深模2、低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等强韧化处理工艺主要用于（B ）。A、冷作模具钢 B、热作模具钢 C、塑料模具钢 D、铸铁3、一般情况下哪一类模具的工作温度最高（ C ）。A、热挤压模 B、热锻模 C、压铸模 D、塑料模4、适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模的材料是（ D ）。A、T10A B、CrWMn C、9SiCr D、Cr12MoV5、当塑料中加工云母粉、石英粉、玻璃纤维等各种无机物作填充剂时，要特别注意模具型腔的（ C ）问题。 A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、腐蚀6、对聚氯乙烯或氟塑料及阻燃ABS塑料制品的模具，应特别注意模具型腔的（

13、D ）问题。A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、腐蚀7、塑料制件的生产批量为150万件，请选择一种合适的模具材料。（B ）A40Cr B.65Nb C.65Mn三、判断题1、压铸模要求有较高的韧性时，往往采用高温淬火，而要求有较高的高温强度时，则采用较低温淬火。2、根据模具工作特点，冷作模具钢一般为高碳钢，热作模具钢一般为中碳钢。3、冷作模具一般硬度在60HRC左右，而热作模具的硬度一般在4052HRC范围。四、问答题1、拟定锤锻模的制造工艺路线，以5CrMnMo锤锻模为例说明其热处理工序的工艺方法。答：锤锻模的制造工艺路线为：下料锻造退火机械粗加工探伤成形加工淬回火钳修抛光。锻造与退火：为了使

14、其性能尽可能的均匀并获得所需要的形状，必须进行锻造。锻后模块内存在较大的内应力和组织的不均匀性，必须进行退火，退火后的组织由珠光体和铁素体组成。淬火与回火：为了保证锤锻模获得足够的强度和韧性，最终热处理为淬火加中温或高温回火。淬火加热可在盐浴炉、箱式炉以及可控气氛或真空中进行。大型或形状复杂的锤锻模淬火加热时一般需要经一次预热，预热温度为550600C。回火包括模腔和燕尾两个部分的回火。回火稳度不宜太低，否则回火后硬度高，韧性不足，在工作中模腔易出现裂纹；也不宜过高，否则硬度、强度、和耐磨性降低，从而使模面易被压坏或加速磨损。2、塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？ 答：锻造性能；机械加工性能；

15、焊接性能；热处理工艺性能；镜面抛光性能；电加工性能；饰纹加工性能。3、选择塑料模材料的依据有哪些？答：主要依据有：加工方式；服役条件；制品质量；制品批量；制品批量；符合经济性。习题五1、模具失效是指模具丧失正常的使用功能，不能用一般方法修复的现象，模具失效分为非正常失效（早期失效）和正常失效两类。模具正常失效前生产出来的合格产品的数目称为模具正常寿命，影响模具寿命的主要因素模具结构、模具工作条件、模具材料。2、冲裁模的正常失效形式是磨损，其主要性能要求是高的硬度、耐磨性和适当的韧性。冷拉深模的主要失效是磨粒磨损和粘着磨损。.塑料模具常见的失效形式是磨损及腐蚀、塑性变形和断裂等。3、薄板（厚度大

16、于等于1.5mm）冲模的主要失效形式是塑性变形、断裂和崩刀，其选材的依据是制品的生产批量尺寸大小和复杂程度。4、模具零件的断裂表现为：崩刃、折断及脆裂等，模具的断裂可分为一次性断裂和疲劳断裂两类。断裂失效有很多种分类方法，按照断裂的性质可分为塑性断裂和脆性断裂。5、模具磨损主要有磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。在循环应力作用下，两接触面相互运动时，使表层金属疲劳剥落的现象称为疲劳磨损。影响材料疲劳磨损的因素主要有冶金质量、材料硬度和表面粗糙度等。二、判断1.模具的使用寿命与材料的选择有关，与模具的服役条件、设计与制造过程、安装使用及维护无关。2.模具材料的韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的

17、一个特性，材料的韧性越高，脆断的危险性就越小。3.冷镦模的主要失效形式是断裂失效。4.模具材料的强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标，强度愈高，发生变形或断裂的可能性就愈小。5.采用组合凹模后，减少了常发生纵向劈裂或环开断裂等现象，避免了模具早期断裂失效，使模具寿命提高了45倍。6.模具结构设计不合理会引起模具的失效。三、解释名词1、模具寿命：模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。2、磨损失效：由于磨损使模具尺寸变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役时叫磨损失效。3、失效分析：对失效现象进行研究，发现其规律，找出失效原因

18、及防止措施，称为失效分析。4、模具损伤：使用过程中，出现尺寸变化或微裂纹，但没有立即丧失服役能力的状态。四、简答题1、模具的主要失效形式包括哪几种？模具失效分析的意义是什么？答：模具的主要失效形式包括断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳。失效分析的意义在于其结果能帮助：正确选择模具材料；合理制定模具制造工艺；优化模具结构设计；为模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据；可预测模具在特定使用条件下的寿命。2、影响模具寿命的主要因素有哪些？ 答：模具结构设计；模具制造质量；模具材料；模具的热处理质量与表面强化；模具的使用。3、简述影响模具磨粒磨损失效的因素及其提高耐磨损措施。答：影响模具

19、磨粒磨损失效的因素较多，简述如下：1.磨粒的大小和形状。磨粒尺寸越大，越呈多棱形，越锋利，磨损量越大。2.磨粒硬度Hm与模具材料硬度Ho。磨粒硬度Hm与模具材料硬度Ho之间的相对值对磨损影响很大，要减少磨粒磨损，模具材料硬度Ho应比磨粒硬度Hm与高。3.模具与工作表面的压力。随着模具与工作表面的压力增加，磨粒压入模具的深度增加，磨损越严重。但达到一定值后磨粒变钝，磨损增加趋缓。4.磨粒尺寸与工件厚度的相对比值。工件厚度越大，磨粒越容易嵌入工件，嵌入越深，对模具磨损越少。提高耐磨粒磨损的措施有： 1.提高模具材料的硬度；2.进行表面耐磨处理；3.采用防护措施。4、模具结构对模具寿命有很大影响，指

20、出影响模具寿命的结构因素有哪些？说明其影响原理。答：影响模具寿命的结构因素有园角半径，几何形状，模具结构形式等。园角半径的影响：一般来说，凸的园角半径对工艺影响大，凹的园角半径对模具寿命影响大。小的凹园角半径会使局部受力恶化，在园角半径处产生较大的应力集中，易萌生裂纹，导致断裂。几何形状的影响：模具的几何形状对成形过程中坯料的流动及成形力产生很大影响，从而影响模具寿命。如挤压凹模角度的影响，凹模角愈小，挤压力愈小，模具寿命愈高。模具结构形式的影响：结构形式有各种变化，如整体模具与组合模具，整体模具不可避免的存在凹的园角半径，很易造成应力集中，并由此引起开裂。又如模具的有导向与无导向结构，采用导向装置的模具，能保证模具工作中模具零件相互位置精度，增加模具抗弯曲、抗偏载的能力，避免模具不均匀磨损。习题六一、填空题1、表面处理技术可延缓和控制模具表面的破坏，已成为延长模具寿命的有效方法。2、渗碳的方法可分为固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳等，渗硫的主要作用是减摩，渗氮的主要目的是