模具热处理复习重点

1、模具材料及热处理复习思考题1、名词解释题：基体钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、热稳定性、热疲劳、 降碳高速钢、钢结硬质合金。答： 1. 基体钢：成分与高速钢淬火后的基体组织成分大致相同，而性能有所改善的一类钢2. 预硬型塑料模具钢：钢厂供货时已预先对模具钢进行热处理，使之达到了模具使用时的硬度3. 时效硬化型塑料模具钢：是指模具零件在淬火（固溶）后变软（硬度约为28-34HRC），便于切削加工成形，然后再进行时效硬化，获得所需的综合力学性能4. 热稳定性：钢在受热过程中保持组织和性能稳定的能力。5. 热疲劳：金属材料由于温度梯度循环引起的热应力循环（或热应变循环） ，而产生的 疲劳

2、破坏现象，称为热疲劳。6. 降碳高速钢： 是为了提高韧性而研制出来的一种降碳降钒的低碳高速钢类型的冷作模具钢7. 钢结硬质合金：是以难熔金属碳化物为硬质相，以合金钢为粘结剂，用粉末冶金方法 生产的一种新型模具材料2、冷作模具钢应具备哪些性能？答：1. 模具的耐磨性 2. 模具的韧性 3. 模具的强度 4. 模具的抗疲劳性能 5. 模具的抗咬合性6.模具的温度 7. 可锻性 8.可加工性 9. 可磨削性 10.热处理工艺性3、为什么碳素工具钢不宜制作大中型和复杂的模具零件。答：由于碳素工具钢在珠光体和贝氏体区的过冷奥氏体稳定性低，造成模具钢淬透性低， 淬火温度范围窄， 淬火变性大， 较大的模具就

3、不能淬透， 较大模具表面淬硬层和中心部分之 间的硬度相差很大， 容易使模具在淬火时形成裂纹， 并且这类模具钢很容易产生过热， 与合 金钢相比，制造的模具零件使用寿命低，因此不宜制作· ·······4、各类塑料模对所使用的材料应有哪些基本性能要求。答： 1.足够的强度和硬度 2. 良好的耐磨性和耐腐蚀性 3.足够的韧性 4.较好的耐热性能 和尺寸稳定性 5. 良好的导热性 6. 塑性好，变形抗力小，可锻性好 7. 优良的切削加工性和磨削加工性能 8. 较好的焊接性能 9. 足够的淬透性和淬硬性 10. 镜面抛光性能

4、5、压铸模对材料性能有哪些要求？其淬回火工艺制定应注意什么问题？答： 1.较高的高温强度和良好的韧性 2. 良好的耐磨性能 3. 高的热稳定性 4.优良的耐热 疲劳性 5. 高淬透性 6. 良好的导热性 7. 良好的成形加工工艺性能工艺 注意：要求较高韧性，采用低温淬火；要求高温强度，采用高温淬火。 形状简单，变形要求不高，采用油冷；形状复杂，变形要求高，采用分级淬 火。防止变形和开裂，都不能冷到室温。要有充分的回火，一般回火 3 次，回火后采用油冷或空冷，不少于2h。6、何为时效硬化型塑料模具钢？简述其成分、性能及应用特点？ 答：是指模具零件在淬火（固溶）后变软（硬度约为28-34HRC），

5、便于切削加工成形，然后再进行时效硬化，获得所需的综合力学性能有高的屈强比，良好的切削加工性能和焊接性能，热处理工艺简单等优点 主要用于制造精密，复杂的热塑性塑料制品用模具7、合金钢的分类方法？答： 1、按合金元素含量 低合金钢（合金元素总量低于 5%）、 中合金钢（合金元素总量为 5%-10%） 高合金钢（合金元素总量高于 10%）。2、按合金元素成分铬钢（ Cr-Fe-C）铬镍钢（ Cr-Ni-Fe-C）锰钢（ Mn-Fe-C）硅锰钢（ Si-Mn-Fe-C）3、按金相组织分珠光体钢马氏体钢铁素体钢奥氏体钢莱氏体钢4、按用途分合金结构钢合金工具钢特殊性能钢8、塑料模具钢的使用性能要求是什么？

6、答： 1.足够的强度和硬度 2. 良好的耐磨性和耐腐蚀性 3.足够的韧性 4.较好的耐热性能 和尺寸稳定性 5. 良好的导热性9、金属材料硬度检测方法有几种？ 答：布氏硬度实验，洛氏硬度实验，维氏硬度实验，显微硬度实验10、热作模具钢对硬度使用性能要求？ 答：热作模具钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性和耐磨性。因此含碳量低，合 金元素以增加淬透性，提高耐磨性，红硬性为主。11、热作模具钢分类方法？答： 1.按用途分类 2. 按耐热性分类 3. 按特有性能分类 4. 按合金元素分类12、冷作模具钢应具备哪些特性？ 答：(1)使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的

7、 抗咬合能力；( 2)工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬 透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。13、什么是基体钢 ?有哪些典型钢种 ?与高速钢相比，其成分、性能特点有什么不同?应用场合如何 ?答：所谓基体钢，就是通过降低高速钢中碳含量与合金元素优化，减少钢中过剩碳 化物，从而改善高速钢塑性和韧性而研制出的一种超高强度钢。典型钢号： 65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)钢、 7Cr7Mo2V2Si(LD) 钢、 5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al) 钢。 成分特点： 其碳含量梢高于高速钢的基体的碳含量， 以增加一次碳化物和提

8、高耐磨性。 一些钢中还加入少量的强化物形成元素性能。性能特点：基体钢中共晶碳化物数量少且细小均匀分布，韧性相对提高，其抗弯强度、 疲劳抗力也有所改善，但耐磨性低于高速钢。应用： 基体钢主要用于要求高强度和足够韧性的冷挤压、 冷镦等模具， 有些基体钢还可 用于热作模具钢。14、从工艺性能和承载能力角度试判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：W6Mo5Cr4V，2 W18Cr4V 属于高强度高耐磨冷作模具钢、Cr4W2MoV， Crl2MolVl ，属于高耐磨微变形冷作模具钢、5CrW2Si 属于抗冲击冷作模具钢、9Crl8 属于耐蚀冷作模具钢、9Cr6W3Mo2V2 GM（9Cr6W3Mo2V2属 于

9、高耐磨高强韧性冷作模具钢、GCrl5 T10 属于低淬透性冷作模具钢、CrNiSiMnMoV 7CrSiMnMoV GD（6CrNiSiMnMoV 6W6Mo5Cr4V 7Cr7Mo2V2Si 属于高强韧性冷 作模具钢、CrWM、n 9Mn2V属于低变形冷作模具钢、15、冲裁模的热处理基本要求有哪些 ?其热处理工艺有什么特点 ? 答：冲裁模的热处理主要是根据不同的模具材料制定相应的淬火艺，分几次加热，用什么介质冷却，不同的材料热处理工艺不同，同种材料，为得到不同的硬度， 热处理工艺也不 同。淬火后要立即回火，回火温度要根据你想要的硬度和韧性来定。16、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在

10、性能、应用上的区别。 答：低淬透性冷作模具钢： （ 1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处 理后有较高的硬度和耐磨性。 缺点：淬透性低， 热硬性、耐磨性差， 淬火温度范围窄； 应 用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr 提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用： 适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、 冷挤压模、 搓丝板和成型模等。 低变形 冷作模具钢：（ 1）CrWMn 性能： 具有较高的淬透性， 由于加入 1.20% 1.60%（质量分数） 钨

11、，形成碳化物， 所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。 钨有助于保持细小晶 粒，从而使钢具有较好的韧性， 该钢对形成网状碳物比较敏感， 而且这种碳公物网使工具刃 部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套， ，以及形 状复杂的高精度冲模等。（2）9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢， 具有较高的硬度和耐磨性， 淬透性很好， 淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒， 细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均 匀性比 CrWMn钢好。 应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、 料模、剪刀、丝锥、板牙

12、和铰刀等。17、比较 Crl2 型冷作模具钢与高速钢在性能、应用上的区别。答 Cr12 型冷作模具钢： 性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达2.30%， 从而钢变得硬而脆， 所以冲南韧性较差， 几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂， 而且易形 成不均匀的共晶碳化物。应用：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪 切硬且薄的金属的冷切 剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。高速钢： 性能：具有高强度、高抗压性、高耐磨性，同时具有很高的回火稳定性和热硬性。其承载能力位于各种传统的冷作模 具钢之首。与 Cr12

13、MoV钢相比，韧性、耐 磨性和抗扭强度稍差。应用：主 要用来制作重负载冲头，如冷挤压钢铁材料的凸模，冷镦冲头，中厚钢板冲孔冲头(直径为 10-25mm) ，直径小于 5-6mm的小凸模以及用于冲裁奥氏体钢、弹簧钢、高强度钢板的中、小型凸模和 粉末冶金压模等。19、何为预硬型塑料模具钢 ?简述其成分、性能及应用特点。 答：指供货时已预先进行了热处理， 并达到模具使用状态硬度， 在此硬度条件下将模具 成型加工，不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具制造精度。常用钢种： 3Cr2NiMo, 3Cr2Mo( P20) , 4Cr5MoSiV1、 5CrNiMnMoSCa (5NiSCa) 、 8Cr

14、2MnWMoVS(8Cr2S)成分： %C： 0.35 0.65 之间，含有一定量的 Cr、 Mn、V 等合金元素，保证较高的淬透 性。属中碳低合金钢。用于制造型腔复杂、精密，使用寿命要求高的大、中型塑料模具20、选择塑料模材料的依据有哪些 ?请为下列工作条件下的塑料模选用材料： (1)形状简单，精度要求低、批量不大的塑料模；(2)高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模；(3) 大型、复杂、产品批量大的塑料注射模；(4) 耐蚀、高精度塑料模具。答：作业 (1) 形状简单，精度要求低、 批量不大的塑料模； 选普通材料如碳素钢或合金钢 等，例 45，40Cr (2) 高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模；

15、选用预硬型塑料模具钢。 如 3Cr2Mo (P20)、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1 钢等(3) 大型、复杂、产品批量大的塑料注射摸；选 PMS、06Ni 和 18 Ni 等时效硬化钢或预硬化 型钢 P20 系列。(4) 耐蚀、高精度塑料模具； 常用 9Cr18 、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb (PCR)等；也可选用普通材料制作模具，再进行镀铬或其他耐腐蚀的表面处理。21、热作模具的失效抗力指标主要有哪些?它与材料性能间的关系如何 ?答： 1)高温 硬度：高温硬度的高低，主要决定于模具钢 所含合金元素的 种类和 含量。其数值 与该钢的屈服强度

16、、塑性有一定的对应关系。因此是热作模具失效的主要抗力指标。2) 热稳定性：找出温度与保持时间及硬度的对应关系，从而可评价各种材料的热稳定性差异。该数据对锻压生产很有用，它可估其锻模的使用寿命。3) 抗氧化性：由于高温模具的模腔表面产生氧化，会加速热磨损失效和热疲劳裂纹的萌生与扩展因此该性能应作为模具失效的因素予以重视22、常用锤锻模用钢有哪些 ?试比较 5CrNiMo 与 45Cr2NiMoVSi 钢的性能特点、应用范围有什 么区别 ?答：常 用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、5CrNiW、 5CrNiTi 及5CrMnMoSiV等。1)5CrNiMo钢以良好的综合力学性能和良好

17、的淬透性而着称， 5CrNiMo 钢适合于制造受力较轻的中小型 锤锻模。2)45Cr2NiMoVS是新型的热作模具钢，成分与 5CrNiMo 相比，碳量稍低，提高了 Cr和 Mo的含量，并加入了适量的 V和 Si，回火 时析出 M2C，MC型碳化物，使钢具有二次硬化效应。与5CrNiMo相比有如下优点： 透 性明显提高，热稳定性比 5CrNiMo 高15氏度，具有高的强韧性，抗热疲劳和热磨损性能高， 具有优良的使用性能，其使用寿命较目前应用的国内外锤锻模钢种均有明显的提高23、常用热挤压模具钢有哪些系列 ?举出各系列的典型钢种，并比较铬钢、铬钼钢和铬钨钼 钢的性能、应用上的区别。1)常用的热挤压模具钢有 4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1,3Cr2W8V， 4Cr5W2VSi钢等。2)24、与其它热作模具相比，压铸模的工作条件、对材料的性能要求有什么不同?答： 压铸模是模具中比较突出的模具，在生产中他有个“三高”的工作特点是：“高温、 高速、高压”。 他要求材料能够应对“三高”，一般的材料做的模具寿命都很短，我国几 忽都是用的进口热作模具钢。 (如： 8407 、2344