表面变形强化

1、形变强化原理： 通过机械手段在金属表面产生压缩变形， 使表面形成形变硬化层， 微观是晶粒间产生 位错，晶粒变形或破碎细晶强化。方法：表面锤击，表面滚压，内挤压，喷丸，超声冲击。应用： 使模具表面产生冷作硬化， 改善模具表面粗糙度， 有效去除电火花加工产生额表面变 质层，提高模具疲劳强度，抗冲击，磨损性能，从而达到提高模具使用寿命的目的。表面淬火 原理：通过对工件表面快速加热与淬火冷却相结合的方法来实现。种类：感应加热表面淬火，火焰加热淬火，电接触加热淬火，电解液加热淬火，高能束加热 淬火。特点： 1 得到好的硬化层，工件变形小，通常不用后续加工。 2 无接触加热，冷却靠自身热 传导。 3 局部

2、淬火。 4 自动化加工。热扩渗技术 原理：通过加热、扩散方式使欲渗金属或非金属材料式工件表面，形成表面合金层的工艺。条件： 1 渗入元素能与基体金属形成化合物。 2 欲渗元素与基材紧密接触。 3 有一定渗入速 度。4 对于靠化学反应提供活性原子的工艺满足热力学条件。机理：1 产生渗剂元素活性原子并提供给基体金属表面。2 渗剂元素活性原子吸附基体金属上。 3 渗剂元素原子在高温下向基体内部扩散。种类：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗硼，渗金属堆焊技术 原理：用焊接方法将堆焊材料融化，在金属材料和工件表面堆覆一个耐磨、耐蚀的合金属。 分类：电弧堆焊，等离子体堆焊，电渣堆焊，氧乙炔火焰堆焊。热喷涂定义：将喷

3、涂材料经特定热源加热至熔融或半熔融状态， 通过高速气流使其雾化并喷射到工 件表面，形成耐磨、耐蚀以及抗高温等特殊性能涂层的一种表面加工方法。过程 :1 加热 2 雾化 3 加速飞行 4 堆积涂层组成：气孔，氧化物，涂层变形颗粒特点： 1 喷涂材料和基材不受限制 2 涂层材料广泛 3 零件没有尺寸形状限制 4 除火焰喷涂 外，其他基材温度较低低压等离子喷涂原理： 在低压条件下， 将金属或非金属粉末送入刚性非转特型等离子弧焰中， 加热至熔融状 态随离子焰高速喷涂并沉积到预先处理的工件表面，形成一个特殊性能的涂层。设备：真空喷涂室 电源 水路 供气系统特点： 1 低压密闭室内进行 2 粉末完全均匀熔

4、融喷涂 3 空隙率低 4 工件预热温度高活化基 材表面 5 冷却慢应力小不易开裂 6 通入惰性气体不易氧化 7 能获得不同性能涂层失效分析 失效分析1 失效2 形式：弯曲 镦粗 塑性变形失效3 原因强度不足，刚度不足A 材料本身：高温工作过程中，材料的屈服强度低，而产生了塑性变形工艺热处理： 室温工作时， 选用高强度钢并做硬化处理 高温下工作时， 选用蠕变强度高的 热强钢并做热处理B 工作环境：冲击，腐蚀，高温C 装配尺寸：镦粗D 维护 气相沉积（物理化学） 联系： 1 两者都为气体沉积成膜 2 两种方法得到的涂层成分基本相同 区别： 1 反应方式不同：化学气相沉积利用化学反应 物理气相沉积利

5、用蒸发辉光放电和弧 光放电2压强不同：化学是在低压或常压下，物理是在带负偏压3温度不同：化学在高温下，物理 .在温度较低下 4 化学模强度高，精度高，可以形成多层性 5 化学气相沉积的 绕镀性好水溶液沉积表面强化一电镀1 在含镀层金属的溶液中，被镀材料做阴极，镀层材料或不溶性材料作阳极，在直流电作用 下，被镀材料表面获得镀层的方法。2 条件电镀液，直流电源，电极3 装置电镀槽，直流电源，阳极，阴极，电镀液4 电镀液 盐溶液，导电盐，络合物，缓冲剂，添加剂，阳极活化剂5 特点优点：设备简单，易于操作，成本低缺点：有污染二电刷镀1 在可导电工件表面上需要镀覆的部件加速沉积金属镀层的技术2 特点（1

6、）不受镀层限制（2）镀层质量高（3）沉积速度快（4）应用范围广（5）设备简单易于操作（6）刷镀层与基材结合牢固（7）操作灵活多变三化学镀定义： 把工件放入镀液中， 镀液中的金属离子获得从镀液的化学反应中的电子， 在工件表面 还原沉积成膜的技术四热浸镀1 将工件浸在熔融的液态金属中， 再在工件表面发生一系列的物理、 化学反应， 取出冷却后， 表面形成所需的金属镀层2 特点优点：适合于复合零件缺点：温度高，工件易变性，镀厚不同、均匀性差。一冷作模具 用金属或非金属材料的冷态成型，工艺温度低于 300 C1 冲裁模 工作状态：工作部分在刃口，在冲裁过程中，受冲击力，剪切力，弯曲力，金属摩擦力。 性能

7、要求：刃口部位、硬度高、耐磨、高的抗弯强度和韧性。失效形式：磨损（主要） 、崩刃、镦粗。2 拉深模工作过程：冲击力小，单位面积压力不大，模具型腔表面受板材剧烈摩擦。 失效形式：磨粒磨损，粘着磨损。失效部位：凹模端面，圆角半径处。3 冷镦模工作过程： 在冲击力作用下，将金属坯料在凹模型腔内冷镦成一定形状，尺寸受冲击力、摩 擦力、室温变形。失效形式：磨粒磨损，冲击磨损，疲劳断裂。4 冷挤压模工作过程：金属在近乎均匀的作用力下产生塑性流动。 工作状况：三向压应力，金属沿凸凹模间隙产生剧烈流动变形，位移较大。 失效形式：摩擦磨损，塑形变形，凸模折断。二 热作模具 对灼热或熔融金属进行加工的模具1 锤锻

8、模工况：冲击力、摩擦力、压应力、弯曲应力，交替的冷热循环 失效形式：粘着磨损，氧化磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，塑形变形，冷热疲劳。2 压力机锻模失效形式：脆断，冷热疲劳。3 热挤压失效形式：磨损，冷热疲劳。4 热冲裁失效形式：磨损，疲劳，卷刃。5 压铸模 在高压（ 30 150MPa） 下将熔融金属压铸成形失效形式：氧化磨损，冷热疲劳，冲蚀，点蚀。6 塑料模具 热固：受力大，冲击力，摩擦力，受腐蚀力，冷热疲劳。热塑：在黏流状态下，通过注射挤压腐蚀。失效形式：磨损，腐蚀，塑形变形，断裂，冷热疲劳。1 问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：模具失效分偶然 失效和工作失效两种

9、； 模具失效分析可为正确选择模具材料、 合理制定模具制造工艺， 优化 模 具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提 具结构设计以及模具新材料的 研制和新工艺的开发等提 供有意义的数据， 并且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：影响模具寿命的主要因素有： 1 ）模具结构设计 的合理性， 不合理的结构可能引起严重的应力集中或过高的工作温度， 从而恶化模具的工作 条件，导致过早失效； 2） 模具制造质量。影响模具的耐磨性、 抗断裂能力、 抗粘合能力和冶金质量等因素影响模5 ）模具的使用对模具寿命的等； 3 ）模具材料，模具材料种类、化学成分、组织结构、

10、硬度 具寿命 4 ）模具的热处理质量与 表面强化对模具寿命的影响； 影响。3、简述冷冲模材料选用的一般原则 答：根据模具产品的形状和尺寸、被冲材料特性、工作载荷大小、失效形式、生产批量、模 具成本等因素决定。4 、 塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？ 答：机械加工性能，良好的可加工性和磨削加工性能；焊接性能；热处理工艺性能；电加工 性能；镜面抛光性能； 饰纹加工性能。 饰纹加工性能。5 、 简述冷作模具制造工艺路线。锻造球化退火机械加工成型 淬火与回火 装配6 、简述塑料模具的工作条件及性能要求。答：塑料模分热固性塑料压缩模和热塑性注射模；塑料压缩模的工作温度一般在 160 °250

11、 °C, 工作时型腔承受单位压力大一般 160220MPa; 热塑性注射模工作温度在 150 以下，承受的工作压力和磨损没压缩模大。 要求具有机械加工性能， 焊接性能， 热处理性能， 抛光 性能，电加工性能，饰纹性能。二、 填空题1 、根据工作条件，模具分为 冷作模具 、热作模具、和成 形模具三大类 形模具三大类2 、根据工艺特点，冷作模具分为 冷冲裁模和冷挤压模两类。3 、热作模具可分为 热锻模、热挤压模、和压铸模三类。4、模具钢分为 冷作模具钢、热作模具钢、和塑料模具钢。5、预备热处理的主要目的机械加工和最终热处理作组织准 备。6、最终热处理的关键是淬火制定，其中包括淬硬性、淬透

12、性合理选择。7 、模具材料的使用性能主要包括 强度、硬度、韧性耐磨性 等。8 、抗疲劳性模具工作时承受机械冲击和热冲击的交变应力，热作模具在服役过程中，热 交 变应力 更明显地导致模具热 裂。9 材的可加工性主要包括 可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺等加工性和可切削性 加工等。10、冷作模具材料种类繁多，主要用于制造 冷冲裁、冷墩 模、冷拉丝、冷挤压模、冷拔 和锻压加工等。 11 、碳素工具钢的主要缺点淬透性差、热硬性低、耐磨性低和淬火温度范 围窄等。12 根据材料厚度， 冷冲裁模可分为薄板冲裁模和厚板冲裁模 两种。13 、按用途不同，热作模具材料分为锤锻模具钢、热挤压模具钢、热冲裁模具钢、压铸模 具钢。14 、根据塑料的热性能和成型分法不同，塑料成型模具分为热固性塑料模和