模具壽命相關(guān)知識.doc

第一章1. 模具是用來成型各種工業(yè)產(chǎn)品的一種重要工藝裝備。2. 提高模具的壽命分其實就是延緩模具的實效，找到失效的原因和解決的措施，達(dá)到提高模具壽命的目的。3. 模具失效的分析意義在于：通過對模具失效殘骸的研究，可查明失效的機(jī)理和過程，并對失效的原因作出判斷，從而可針對性地采取改進(jìn)和預(yù)防措施，避免同類失效再次發(fā)生，達(dá)到改進(jìn)模具質(zhì)量、延長使用壽命、提高服役安全性和可靠性的目的。4. 拉拔：在拉拔時，材料兩向受壓，一向受拉，通過模具的?？锥尚停@得所需形狀尺寸的型材、毛胚或零件。5. 沖壓：沖壓是利用沖模使材料發(fā)生分離或變形，從而獲得零件的加工方法。6. 壓鑄：壓鑄是以一定壓力將熔融金屬高速壓射充填到壓鑄模型腔內(nèi)，在壓力下凝固而形成鑄件的工藝方法。7. 模具分類：1) 按模具所加工材料的再結(jié)晶溫度分 冷變形模具 熱變形模具 溫變形模具2) 按模具加工坯料的工作溫度分 熱作模具 冷作模具 溫作模具3) 按模具成型的材料分 金屬成型模具 非金屬成型模具4) 按模具的用途分 鍛造模具 沖壓模具 擠壓模具 拉拔模具 壓鑄模具 塑料模具 橡膠模具 陶瓷模具 玻璃模具 其它模具等第二章1. 模具因為磨損或其他形式失效、終至不可修復(fù)而報廢之前所加工的產(chǎn)品的件數(shù)，稱為模具的使用壽命，簡稱模具壽命。2. 影響模具壽命的因素1) 內(nèi)在因素 主要指模具的結(jié)構(gòu)、模具的材料和模具的加工工藝。2) 外在因素 包括模具的工作條件和使用維護(hù)、制品的材質(zhì)和形狀大小等。3. 提高模具壽命實質(zhì)上意味著和模具失效作斗爭。4. 模具壽命與失效的術(shù)語定義1） 制件報廢 2） 模具服役 3） 模具損傷 4） 模具失效 5） 早起失效 6） 正常失效5. 我國模具基本分為10大類，其中沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。6. 生產(chǎn)模具的時間1）模具設(shè)計時間T1 2）模具加工時間T2 3）模具安裝、調(diào)試時間T34）模具修復(fù)及維護(hù)時間T4 5）模具工作時間T57. 模具壽命與實效的術(shù)語定義1) 模具生產(chǎn)出的制品出現(xiàn)形狀、尺寸及表面質(zhì)量不符合其技術(shù)要求的現(xiàn)象而不能使用時稱為制件報廢。2) 模具安裝調(diào)試后，正常生產(chǎn)合格產(chǎn)品的過程叫模具服役。3) 模具在使用過程中，出現(xiàn)尺寸變化或微裂紋、腐蝕等現(xiàn)象，但沒有立即喪失服役能力的狀態(tài)稱為模具損傷。4) 模具受到損壞，不能通過修復(fù)而繼續(xù)服役時稱為模具失效。5) 模具未達(dá)到一定工業(yè)技術(shù)水平公認(rèn)的使用壽命就不能服役時，稱為模具的早期失效。6) 模具經(jīng)大量的生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役時，稱為模具的正常失效。第三章1. 按經(jīng)濟(jì)法觀點對失效分類1) 正常耗損失效 模具的使用時間已到壽命終止期，屬正常失效，應(yīng)由模具使用者自己負(fù)責(zé)。2) 模具缺陷失效 屬于模具質(zhì)量問題，應(yīng)由模具制造者承擔(dān)責(zé)任。3) 誤用失效 屬于使用不當(dāng)造成的失效，應(yīng)由模具使用者承擔(dān)責(zé)任。4) 受累性失效 屬于其他原因或自然災(zāi)害等不可抗拒的因素所導(dǎo)致的失效。2. 按失效形式及失效機(jī)理分類1) 表面損傷 主要包括表面磨損、接觸疲勞、表面腐蝕等。2) 過量變形 包括過量彈性形變、塑性變形等。3) 斷裂 主要包括韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂等。3. 工件表面的硬突出物或外來硬質(zhì)顆粒存在工件與模具接觸表面之間，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現(xiàn)象稱為磨粒磨損或磨料磨損。4. 磨粒磨損的主要特征：磨擦表面上有擦傷、劃痕或形成犁皺的溝痕。5. 當(dāng)磨粒的棱角尖銳且凸出較高時，金屬表面磨損率較大，反之較小。6. 要減小磨粒磨損量，金屬的硬度Hm應(yīng)比磨粒的硬度Ha高。7. 模具與工件之間的表面壓力越大，磨粒壓入金屬表面的深度越深，則磨損量越大。8. 工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入工件的深度越深，對模具的磨損量越小。9. 工件與模具表面相對運動時，由于表面凹凸不平，某些接觸點局部應(yīng)力超過了材料的屈服強度發(fā)生粘合，粘合的結(jié)點發(fā)生剪切斷裂而拽開，使模具表面材料轉(zhuǎn)移到工件上或脫落的現(xiàn)象稱為粘著磨損。10. 粘著磨損分為四種類型1) 涂抹 當(dāng)較軟金屬的剪切強度小于接觸處的粘合強度，也小于外加的切應(yīng)力時，剪 切破壞發(fā)生在離粘著結(jié)合面不遠(yuǎn)的較軟金屬層內(nèi)，被剪切的軟金屬涂抹在硬金屬表面上的現(xiàn)象。2) 擦傷 軟金屬表面有細(xì)而淺的劃痕；有時硬金屬表面也有劃傷的現(xiàn)象。3) 撕脫 剪切破壞發(fā)生在磨擦副一方或兩方金屬較深處，有較深劃痕的現(xiàn)象。4) 咬死 磨擦副之間咬死，不能相對運動的現(xiàn)象。11. 粘著磨損的主要特征：金屬表面有細(xì)的劃痕，沿滑動方向可能形成交替的裂口、凹穴。最突出的特征是摩擦副之間有金屬轉(zhuǎn)移，表層金相組織和化學(xué)成分均有明顯變化。磨損產(chǎn)物多為片狀或小顆粒，在金屬表面形成大小不等的結(jié)疤。12. 相同金屬或互溶性大的材料組成的摩擦副，粘著效應(yīng)較強，易產(chǎn)生粘著磨損；性質(zhì)不同的金屬或互溶性較小的材料組成的摩擦副，不易產(chǎn)生粘著磨損。13. 具有多相組織的金屬比單相組織的金屬抗粘著磨損的能力強。14. 模具材料和工件材料硬度相差越大，則磨損越小。15. 兩接觸表面相互運動時，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，使表層金屬疲勞脫落的現(xiàn)象稱為疲勞磨損或麻點磨損。16. 疲勞磨損的特點：疲勞磨損裂紋一般產(chǎn)生在金屬的表面和亞表面內(nèi)，裂紋擴(kuò)展的方向平行于表面，或與表面成1030的角度，只限于在表面層內(nèi)擴(kuò)展。疲勞磨損沒有一個明顯的疲勞極限，壽命波動很大。17. 當(dāng)模具表面與液體接觸時，由于金屬表面的氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面形成微小麻點和凹坑的現(xiàn)象稱為氣蝕磨損。18. 液體和固體微小顆粒高速落下，反復(fù)沖擊到模具表面，使局部材料流失，在金屬表面形成麻點和凹坑的現(xiàn)象稱為沖蝕磨損。19. 氣蝕磨損和沖蝕磨損是疲勞磨損的一種派生形式，易在注塑模與壓鑄模中出現(xiàn)。20. 模具在使用過程中，產(chǎn)生的彈性變形量超過模具匹配所允許的數(shù)值，使得成型的工件尺寸和形狀精度不能滿足要求而不能服役的現(xiàn)象，稱為過量彈變形失效。21. 模具在使用過程中，由于發(fā)生塑性變形改變了幾何形狀或尺寸，而不能通過修復(fù)繼續(xù)服役的現(xiàn)象稱為塑性變形失效。22. 韌性斷裂斷口的宏觀特征為斷口截面尺寸減小，有縮頸現(xiàn)象。23. 脆性斷裂斷口的宏觀特征為斷口截面尺寸無明顯變化，不產(chǎn)生縮頸。24. 裂紋沿多晶體晶界擴(kuò)展分離產(chǎn)生的斷裂，也稱為晶界斷裂。25. 沿晶斷裂在室溫下往往是脆性斷裂。26. 疲勞斷裂是指在較低的循環(huán)載荷作用下，工作一段時間后，由裂紋緩慢擴(kuò)展，最后發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。疲勞斷裂總是在應(yīng)力最高、強度最弱的部位上形成。疲勞斷口明顯地分為疲勞擴(kuò)展區(qū)（光亮區(qū)）和最后斷裂區(qū)（粗糙區(qū)）。27. 韌性材料斷口具有纖維狀特征，脆性材料斷口具有結(jié)晶狀特征。28. 多種失效形式的交互作用1) 磨損對斷裂的促進(jìn)作用磨損溝痕可成為裂紋的發(fā)源地。當(dāng)由磨損形成的裂紋在有利于其向縱深發(fā)展的應(yīng)力作用下，就會造成斷裂2) 磨損對塑性變形的促進(jìn)作用模具局部磨損后，會帶來承載能力的下降以及易受偏載，造成另一部位承受過大的應(yīng)力而產(chǎn)生塑性變形。3) 塑性變形對磨損和斷裂的促進(jìn)作用局部塑性變形后，改變了模具零件間正常的配合關(guān)系。如塑性變形后，模具間隙不均勻，間隙變小，必然造成不均勻磨損，磨損速度加快，進(jìn)而促進(jìn)磨損失效；另一方面，塑性變形后，模具間隙不均勻，承載面積變小，會帶來附加的偏心載荷以及局部應(yīng)力過大，造成應(yīng)力集中，并由此產(chǎn)生裂紋，促進(jìn)斷裂失效。29. 冷拉伸模的失效形式主要是粘著磨損和磨粒磨損。30. 冷鐓模最常見的失效形式是磨損失效和疲勞斷裂失效。31. 冷擠壓分為四種類型1) 正擠壓 金屬坯料的流動方向與凸模運動方向相同為正擠壓。2) 反擠壓 金屬坯料的流動方向與凸模運動方向相反為反擠壓。3) 復(fù)合擠壓 金屬坯料的流動方向一部分與凸模運動方向相同，另一部分與凸模運動方向相反為復(fù)合擠壓。4) 徑向擠壓 金屬坯料的流動方向垂直于凸模運動方向為徑向擠壓。32. 錘鍛模的基本失效形式1） 模具型腔部分的斷裂 2） 型腔表面的熱疲勞 3） 型腔表面的磨損4） 模具型腔的塑性變形 5） 模具燕尾開裂33. 錘鍛模的早期脆性斷裂是在錘擊次數(shù)較少時發(fā)生的。34. 壓力鑄造模是在壓鑄機(jī)上用來壓鑄金屬鑄件的成型模具。35. 壓鑄模的型腔表面主要承受液態(tài)金屬的壓力、沖刷、侵蝕和高溫作用，每次壓鑄脫模后，還要對型腔表面進(jìn)行冷卻、潤滑，使模具承受頻繁的急熱、急冷作用。36. 當(dāng)模具熱處理時，由于回火不足，組織中仍有較多的殘余奧氏體，在服役溫度下殘余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而產(chǎn)生相變內(nèi)應(yīng)力，這也是引起模具開裂的因素。37. 1） 壓鑄鋅合金時，模具的工作壽命較長。2） 壓鑄銅合金時，模具的使用壽命遠(yuǎn)低于壓鑄鋁合金。3） 壓鑄鐵合金時，模具的壽命很低。38. 在一般情況下，注射模的溫度變化比較急劇，易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。39. 斷口的宏觀分析是用肉眼、放大鏡或低倍立體顯微鏡觀察和分析斷口的形貌。40. 金相顯微鏡是失效分析中常用的手段，如加工工藝（鑄造、鍛造、焊接、熱處理、表面處理等）不當(dāng)或工藝路線不當(dāng)造成的非正常組織或材料缺陷，都可以通過金相檢驗鑒別出來。對于腐蝕、氧化、表面加工硬化、裂紋特征，尤其是裂紋擴(kuò)展方式（穿晶或沿晶），都可從金相檢驗得到可靠的信息。但由于金相顯微鏡的分辨率低，精深小，不宜作斷口觀察。第四章1. 材料抵抗彈性變形的能力稱為剛度。2. 金屬材料的彈性模量E和切變模量G主要受溫度和材料截面形狀、尺寸的影響。3. 模具發(fā)生塑性變形的根本原因，是由于在外力作用下，模具整體或局部產(chǎn)生的應(yīng)力值大于模具材料屈服點的應(yīng)力值。4. 受載模具在任一危險點上總存在著最大正應(yīng)力max和最大切應(yīng)力max。5. 拉應(yīng)力增大時，易使材料產(chǎn)生脆性斷裂。6. =max /max式中，稱為應(yīng)力狀態(tài)的軟性系數(shù)。值越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越軟，材料發(fā)生韌性斷裂的傾向越大；反之，應(yīng)力狀態(tài)越硬，材料傾向于脆性斷裂。例如：材料承受三向不等拉伸時發(fā)生脆性斷裂的傾向最大。7. Tc 稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。8. 影響脆性斷裂的基本因素1） 材料的性質(zhì)和健全度 2） 應(yīng)力狀態(tài) 3） 工作溫度 4） 加載速度9. 加載速度對脆性材料脆斷傾向的影響和工作溫度的影響類似。10. 當(dāng)材料內(nèi)部已有裂紋存在時，是否會發(fā)生快速斷裂，則取決于裂紋尖端的贏了場強度的材料的斷裂韌度。11. 斷裂韌數(shù)Kc 是材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力指標(biāo)。12. 當(dāng)模具在工作中經(jīng)常和某些腐蝕介質(zhì)接觸時，在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，經(jīng)過一段時間后可能乎發(fā)生斷裂，所以稱為應(yīng)力腐蝕延遲斷裂。13. 造成疲勞的根本原因是循環(huán)應(yīng)力中的交變分量a 。靜載應(yīng)力分量m 對疲勞斷裂會產(chǎn)生很大影響。14. 模具的劈來斷裂的特點1） 失效抵力低 2） 塑性變形的高度局部性和不均勻性 3） 試驗數(shù)據(jù)分散4） 脆性斷裂 5） 對材料表面及內(nèi)部的缺陷高度敏感 6） 疲勞斷口有明顯特征15. 引起疲勞失效的循環(huán)應(yīng)力的最大值max 低于材料的屈服強度S 。16. 疲勞裂紋多萌生于表面應(yīng)力集中處。17. 影響疲勞強度的因素1） 應(yīng)力集中的影響 2） 表面狀態(tài)的影響3） 尺寸因素的影響 4） 材料本身的影響18. 因應(yīng)力集中導(dǎo)致的疲勞失效，在各種影響因素中居首位。19. 材料的強度越高，疲勞斷口敏感度越大，而強度較低、內(nèi)部又有許多缺陷的灰鑄鐵，其疲勞斷口敏感度很小。20. 材料磨粒磨損的抗力指標(biāo) 在低應(yīng)力磨粒磨損條件下，材料的磨損量與接觸壓力成正比，與材料的硬度成反比。這要求模具模具鋼具有高的硬度和耐磨性，應(yīng)提高鋼中碳和合金元素的含量，并經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使其顯微組織在高強度的基體上均勻分布有更硬的碳化物或氮化物相。 高應(yīng)力磨損多發(fā)生在磨擦表面承受高能量沖擊載荷時，其應(yīng)力很高，足以將磨粒打碎，并使材料表面層產(chǎn)生小量塑性變形。在這種沖擊磨損條件下，要求材料有很高的加工硬化能力，加工硬化后的硬度要高，而材料基本保持良好的韌性，如高錳耐磨鋼；但這種情況在模具中很少見到。 多數(shù)承受沖擊的模具的磨損類型介于低應(yīng)力和高應(yīng)力之間。在這種情況下，為了提高材料的耐磨性，不僅要求有高的硬度，還要求有較好的韌性。21. 扭轉(zhuǎn)試驗可計算出材料的扭轉(zhuǎn)屈服強度s 、扭轉(zhuǎn)強度極限b 、切變模量G和切應(yīng)變等力學(xué)性能指標(biāo)。22. 抗彎強度bb 是材料抵抗截面彎曲的極限系數(shù)。23. 壓縮試驗主要用于脆性材料。24. 硬度表達(dá)了材料表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。25. 拉伸試驗可測得的力學(xué)性能1) 彈性極限e 材料產(chǎn)生彈性變形能力的衡量指標(biāo)。2) 屈服極限s 材料抵抗微量塑性變形能力的衡量指標(biāo)。3) 抗拉強度b 材料抵抗斷裂能力的衡量指標(biāo)。4) 剛度E 材料抵抗彈性變形能力的衡量指標(biāo)。5) 延伸率、斷面收縮率 材料產(chǎn)生塑性變形能力的衡量指標(biāo)。26. 硬度試驗方法1) 布氏硬度（HBS） 后面用三位數(shù)表示布氏硬度試驗的有點是壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能。因此，布氏硬度檢驗最適合測定灰鑄鐵、軸承合金等材料的硬度。壓痕大的另一點是試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高。2) 洛氏硬度（HRC）洛氏硬度試驗的有點是操作簡便迅速；壓痕小，可對工件直接進(jìn)行檢驗；采用不同標(biāo)尺，可測定各種軟硬不同和薄厚不一試樣的硬度。其缺點是壓痕較小，代表性差；尤其是材料中的偏析及組織不均勻等情況，使所測硬度值的重復(fù)性差、分散度大；用不同標(biāo)尺測得的硬度值既不能直接進(jìn)行比較，又不能彼此互換。3) 維氏硬度（HV） 維氏硬度試驗具有很多優(yōu)點。由于角錐壓痕清晰，采用對角線長度計量，精確可靠；壓頭為四棱錐體，當(dāng)載荷改變時，壓入角恒定不變，因此可以任意選擇載荷，而不存在布氏硬度那種載荷F與壓球直徑D之間的關(guān)系約束。此外，維氏硬度也不存在洛氏硬度那種不同標(biāo)尺的硬度無法統(tǒng)一的問題，而且比洛氏硬度所測試件厚度更薄。維氏硬度試驗的缺點是其測定方法較麻煩，工作效率低，壓痕面積小，代表性差，所以不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗。27. 實驗表明，當(dāng)試樣破壞前承受的沖擊次數(shù)少于5001000次，試樣斷裂的規(guī)律與一次沖擊相同。28. 沖擊能量高時，材料的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量低時，材料的多沖抗力主要取決于強度。第五章1. 整體式模具主要指凹?；蛲鼓Ｊ怯梢粔K整金屬加工成的模具。整體式模具不可避免地存在凹圓角半徑，易造成應(yīng)力集中，并引起開裂。2. 組合式模具是把模具在應(yīng)力集中處分割為兩部分或幾部分，再組合起來使用的模具。采用組合式模具可避免應(yīng)力集中和裂紋的產(chǎn)生。3. 凸、凹模工作間隙的大小決定了模具的生產(chǎn)質(zhì)量和使用壽命。4. 采用可靠的導(dǎo)向裝置是保證模具剛度的重要措施。5. 設(shè)備對模具及工件施加的力是在一段時間內(nèi)逐漸增加的，設(shè)備速度影響施力過程。設(shè)備速度越高，模具在單位時間內(nèi)受到的沖擊力越大，設(shè)備施力時間越短，沖擊能量來不及傳遞和釋放，易集中在局部，造成局部應(yīng)力超過模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強度，因此，設(shè)備速度越高，模具越易發(fā)生斷裂或塑性變形失效。6. 對模具與成型件相對運動的表面進(jìn)行潤滑，由于減少了模具與工件的直接接觸，因此減少了模具的磨損，使得成型力降低。潤滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱，降低模具溫度，這對提高模具壽命都是有利的。7. 模具材料的強度是模具抵抗失效最重要的性能。8. 當(dāng)模具承受載荷超過了材料的屈服強度，失效件就會產(chǎn)生明顯的塑性變形。提高模具的屈服強度可防止模具產(chǎn)生過量的塑性變形。9. 板條馬氏體主要是位錯亞結(jié)構(gòu)，具有較高的強度和塑性；針狀馬氏體主要是孿晶亞結(jié)構(gòu)，硬度高而脆性大。10. 一般中、低強度鋼在韌脆轉(zhuǎn)變溫度以上，主要是微孔聚集型的斷裂機(jī)理，發(fā)生韌性斷裂，Kc 較高；在韌脆轉(zhuǎn)變溫度以下，主要是解理型斷裂機(jī)理，發(fā)生脆性斷裂，Kc 較低。11. 材料抗磨損的能力稱為耐磨性。耐磨性不僅與材料的強度、韌性及強度有關(guān)，還與鋼中碳化物的數(shù)量、大小及分布有關(guān)。一般來說，強度或硬度及韌性越高，碳化物越細(xì)小、分布越均勻，材料的耐磨性越好。12. 減輕粘著磨損的主要措施1) 盡量選擇互溶性少、粘著傾向校的材料配對；選擇強度高、不易塑性變形的材料。2) 提高氧化膜的穩(wěn)定性，提高氧化膜與基體的結(jié)合力；降低表面粗糙度，改善潤滑條件。3) 采用表面滲硫、滲磷、滲氮等處理工藝，在材料表面形成化合物或非金屬層，降低接觸層原子間結(jié)合力，減小磨擦系數(shù)，避免直接接觸，以降低磨損量。13. 提高疲勞磨損抗力的措施1) 提高冶金質(zhì)量，提供優(yōu)質(zhì)純凈材料；或鋼中含有適量塑性硫化物夾雜，能將脆性氧化物夾雜，包住形成共生夾雜物，降低氧化物的破壞作用，可提高材料抗疲勞磨損的能力。2) 在基體為馬氏體的組織中，減小碳化物粒度并使其呈球狀均勻分布，使基體中馬氏體、殘余奧氏體和未溶碳化物量之間有最佳匹配，可最大限度的提高疲勞磨損抗力。3) 合理選擇表面硬化工藝，在一定深度范圍內(nèi)保持殘余壓應(yīng)力，極有利于提高疲勞磨損抗力。4) 改善模具表面狀態(tài)，減少冷熱加工缺陷，降低表面粗糙度，降低磨擦系數(shù)，也是很有效的措施。14. 材料抗周圍介質(zhì)腐蝕的能力稱為耐蝕性。15. 在高溫下，材料保持其組織、性能穩(wěn)定的能力稱為熱穩(wěn)定性。16. 高溫下，材料承受應(yīng)力頻繁變化的能力稱為耐熱疲勞性。17. 提高耐熱疲勞抗力的措施1) 模具不可避免的存在圓角、孔等應(yīng)力集中因素，在不影響使用性能的前提下，應(yīng)盡量選擇最佳結(jié)構(gòu)，使截面圓滑過渡，避免或降低應(yīng)力集中。2) 選擇優(yōu)良的抗熱疲勞性的材料，是決定零件具有優(yōu)良抗疲勞應(yīng)力的重要因素。3) 采用表面強化工藝，如表面熱處理、化學(xué)熱處理、噴丸和滾壓強化等，改善和提高模具的抗熱疲勞性能。4) 對于低周疲勞和熱疲勞失效，可通過改善材料塑性來改善失效抗力。18. 淬透性是熱處理工藝性能的一種。19. 模具的工作條件及要求1) 室溫載荷較小工況，模具材料的韌性要求遠(yuǎn)沒有對強度和耐磨性的要求高。2) 室溫載荷較大工況，模具應(yīng)具有高的強度、耐磨性，并具有較好的韌性。3) 高溫載荷較小工況，模具應(yīng)具有高的高溫強度、高溫耐磨性、耐冷熱疲勞性、熱硬度及熱疲勞性和適當(dāng)?shù)臎_擊韌度。4) 高溫載荷較大工況，模具應(yīng)具有高的高溫韌性，合適的高溫強度、熱硬性及耐熱疲勞性。20. 模具材料主要采用高碳鋼或高碳高合金鋼。由于冶金技術(shù)的影響，這些材料不同程度地存在成分和組織的偏析、碳化物粗大不均勻、晶粒粗大等缺陷，使得剛才的性能下降。因此，模塊采用鍛造工藝的目的主要是為了改善材料內(nèi)部缺陷，獲得模塊所需要的內(nèi)部組織和使用性能，并使模塊獲得一定的形狀和尺寸。21. 經(jīng)過鍛造和退火的模具毛坯，一半都存在一定厚度的脫碳層，必須通過切削加工把脫碳層全部去除。模具零件切削加工的目的是消除毛坯成型時產(chǎn)生的表面缺陷，并使零件獲得一定形狀、尺寸精度和表面粗糙度。22. 模具工作零件最終熱處理后的精加工一般采用磨削。在磨削過程中，由于局部磨擦生熱，容易引起磨削燒傷和磨削裂紋等缺陷，并在磨削表面生成殘余拉應(yīng)力，造成對零件力學(xué)性能的影響，甚至成為導(dǎo)致零件失效的原因。引起磨削缺陷的主要原因有：磨削量太大；砂輪太鈍；砂輪磨粒粗細(xì)與工件材料組織不匹配；冷卻不利。23. 由于加熱溫度過高、保溫時間過長及爐內(nèi)溫度不均勻等，引起模具鋼晶粒粗大的現(xiàn)象稱為過熱。當(dāng)加熱溫度過高而引起晶界出現(xiàn)局部熔化和氧化的現(xiàn)象稱為過燒。24. 模具淬火加熱時保護(hù)不良，介質(zhì)中含有較多氧化物或腐蝕物質(zhì)，加熱超過一定溫度時會時模具表面氧化、脫碳或腐蝕。25. 產(chǎn)生裂紋的主要原因原材料內(nèi)有顯微裂紋；未經(jīng)預(yù)熱而使用過急的加熱速度；冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)。冷卻速度過于劇烈；在MS點以下，冷卻速度過大；多次淬火而中間未經(jīng)充分退火；淬火后未及時回火、回火不足或在回火脆性區(qū)域回火；表面增碳、脫碳；化學(xué)熱處理不當(dāng)，多次滲金屬或滲金屬時溫度過高。26. 產(chǎn)生硬度不足的原因1) 加熱溫度過低，或保溫時間不足，使奧氏體合金化不充分，甚至沒有完成全部變相。2) 冷去速度過慢，使得部分奧氏體在冷卻過程發(fā)生了分解，而不能形成足夠數(shù)量的馬氏體。3) 回火溫度過高，使硬度降低過多。27. 產(chǎn)生脆性的主要原因1) 材料的冶金質(zhì)量差；原始組織粗大、碳化物分布不均勻。2) 熱處理工藝不當(dāng)，例如：淬火加熱溫度過高，或高溫停留時間過長；回火溫度偏低，回火溫度不足；在回火脆性區(qū)回火等。28. 模具熱處理變形的校正方法1） 機(jī)械法 2） 熱應(yīng)力法 3）脹大處理法第六章1. 冷作模具鋼用于制做工作溫度小于260的沖裁、擠壓、鐓鍛以及滾絲和拉深等冷變形工件的模具。這類模具工作時，一般承受較大的沖擊載荷和擠壓力，刃口或工作表面產(chǎn)生劇烈的磨擦與磨損。這類模具的基本性能要求是在熱處理后有高的工作硬度、好的韌性、良好的工藝性能以及高的耐磨性。2. 為了得到高的磨損抗力，需要在高硬度馬氏體基體上彌散均勻分布的細(xì)小合金碳化物。在保持硬度的同時，提高鋼的強度和韌性對提高耐磨性也是有益的。降低鋼中非金屬夾雜物含量對耐磨性有利。為了提高模具的耐磨性，常采用各種表面強化方法。3. 高碳低合金鋼一般采用淬火、低溫回火，得回火馬氏體基體，彌散分布少量碳化物。這種組織強度高，韌性好，有一定耐磨損性能。常用于工作刃口溫度不高、要求強韌性好的冷擠、冷墩和沖裁模具。4. 高速鋼基體鋼 此類應(yīng)用較成功的鋼種有65Nb、LM1、LM2、CG2和012A1等。此類鋼具有與高速鋼W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V淬火基體組織相似的化學(xué)成分。與高速鋼組織相比，鋼中共晶碳化物數(shù)量少，尺寸細(xì)小且分布均勻。這樣既保持了高速鋼的高抗壓強度、紅硬性和耐磨性能，又提高了韌性和抗疲勞性能，實現(xiàn)了強韌性、紅硬性和耐磨性較好地統(tǒng)一。這類鋼主要用于強韌性和耐磨要求高的場合，如加工難變形材料的模具及大型、復(fù)雜、受沖擊載荷大的模具。5. 高碳中鉻耐磨鋼 屬于此類鋼的有120、301、LD、GM和ER5鋼。這些鋼種可視為在高碳高鉻萊氏體鋼的成分基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型高耐磨鋼。降低了鋼中碳和鉻的含量，以減少共晶碳化物。添加W、Mo、V、Si和N等合金元素，以提高鋼的耐磨性。這類鋼一般經(jīng)淬火及高溫回火后，具有較強的二次硬化效應(yīng)和較高的強韌性和耐磨性。主要用于代替Cr12、Cr12MoV及高速鋼模具的應(yīng)用領(lǐng)域，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。6. 改良型高速鋼 屬于此類鋼的有6W6、W9、M2Al和V3N鋼。這類鋼均由用作刀具材料的W-Mo系通用高速鋼演變而來的。在保證原高速鋼紅硬性和耐磨性的同時，通過合金化元素的調(diào)整或添加一些新的元素，以改善高速鋼的韌性和塑性。M2Al和V3N兩鋼種采用Al、N元素補充合金化，使其具有更右移的紅硬性和耐磨性能，達(dá)到含Co高速鋼的性能水平，用作生產(chǎn)批量大的高精度沖裁模和冷擠模具，收到很好的使用效果。7. 熱作模具鋼除一般要求好的室溫強韌性外，還應(yīng)具有一系列高溫性能，如高溫強度、熱穩(wěn)定性、熱疲勞抗力、抗氧化性和抗熱熔損性能。8. 新型冷作模具鋼：GD、CH、65Nb、LM2傳統(tǒng)冷作模具鋼：CrWMn、9SiCr、Crl2MoV9. 新型熱作模具鋼：HM3、H10、HD、PH傳統(tǒng)熱作模具鋼：5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2MoV10. 塑料模具鋼一般要求熱處理工藝簡便，熱處理變形小或者不變形，預(yù)硬狀態(tài)的切削加工性能好，鏡面拋光性能和圖案蝕刻性能優(yōu)良，表面粗糙度低，使用壽命長。11. 新型模具塑料鋼的鋼種和應(yīng)用1) 預(yù)硬調(diào)質(zhì)型 屬于此類鋼種的有P20、718和H13鋼。這類鋼廣泛用于制造大、中型精密注塑模。2) 預(yù)硬易切削型 屬于此類型鋼的有5NiSCa、SM1和8Cr2S等。這類鋼適用于大、中型注塑模的制造。3) 實效硬化型 屬于此類鋼的有25CrNi3MoAl、PMS、SM2鋼等。這類鋼很適于制做高精度塑料模，還可在軟化處理至低硬度后，用作冷擠成型法制造復(fù)雜型腔模具。4) 冷擠壓成型型 屬于此類鋼的只有LJ和8416兩個鋼號。這種方法適用于需要重復(fù)制造型腔或淺型腔的塑料模具，可以降低成本，提高生產(chǎn)率。12. 粉末燒結(jié)模具材料與傳統(tǒng)的熔鑄法制得的模具鋼相比，具有硬度高、耐磨、耐腐蝕等特點。主要應(yīng)用于拉絲、冷鐓、冷沖、冷擠壓等模具，可適應(yīng)高強度、高壓力負(fù)荷、高摩擦、有腐蝕介質(zhì)及高溫工作條件。13. 鈷結(jié)硬質(zhì)合金（通常稱為硬質(zhì)合金） 其成分主要由碳化鎢、碳化鈦為硬質(zhì)相，以鈷為粘結(jié)相構(gòu)成。14. 鈮的作用主要如下1) 能生成比較穩(wěn)定的NbC，并可溶入MC和M2C碳化物中，增加其穩(wěn)定性，使碳化物在淬火加熱時溶解緩慢，阻止晶粒長大，使晶界呈彎曲狀。2) 使奧氏體中的貧碳區(qū)增加，淬火后可以獲得較多的板條狀馬氏體。馬氏體尺寸很細(xì)。3) 鈮還使回火過程中析出的M2C、MC碳化物彌散細(xì)小，比較穩(wěn)定。15. GM鋼的冷、熱加工和電加工性能良好，熱處理工藝范圍比較寬。GM鋼的硬化能力接近高速鋼而強韌性優(yōu)于高速鋼和高鉻工具鋼。GM鋼是制做精密、高校、耐磨模具的理想材料。16. LD鋼的碳含量為0.7%0.8%，低于“平衡碳”水平，以求得較好韌性，同時加入一定量的鉻、鉬、釩合金元素，有利于通過“二次硬化”來保證較高的硬度和耐磨性，所以LD鋼有較高的強韌性。適用于多種冷鐓、冷擠壓模具，如鋼球、滾子、螺釘、套筒頭模具等。17. 6W6鋼是一種低碳高速鋼類型的冷作模具鋼，它的淬透性好，并且有類似高速鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等綜合性能，又有比高速鋼好的韌性。作為冷擠壓用模具鋼，有較好的使用壽命。18. HD鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V等合金元素，目的是通過強化基體并形成有效的強化第二相，以提高鋼的高溫性能。該鋼具有高溫強度較高、熱穩(wěn)定性及塑韌性較好的特點，與3Cr2W8V鋼相比，具有較好的綜合力學(xué)性能，能較顯著地提高模具的使用壽命，適用于制造700或更高溫度下的熱作模具，如銅和鋼的熱擠壓模具及銅合金的壓鑄模等。19. H13鋼是從國外引進(jìn)的鋼種之一，具有較高的熱強度和硬度，是國外通用的中溫（600）熱作模具。20. H13鋼在中溫下具有高的耐磨性和韌性，且有較好的耐冷熱疲勞性能。由于H13鋼具有良好的綜合性能，可廣泛用于制造模鍛錘的鍛模，熱擠壓模具與芯棒，鍛造壓力機(jī)模具，精鍛機(jī)用模具鑲塊以及鋁、銅、鋅及其合金的壓鑄模。21. HM1鋼是一種綜合性能優(yōu)秀的高強韌性模具材料。具有合金成分含量不高，冷熱加工性能好；淬火、回火處理溫度范圍寬及較高的熱強性、抗冷熱疲勞性、抗回火穩(wěn)定性和耐磨性等特點。22. PH鋼是一種析出硬化型熱作模具鋼，最大特點是在預(yù)硬化狀態(tài)下進(jìn)行模具加工，然后直接使用，在使用中模具表層受熱產(chǎn)生析出硬化，模具信步一般不超過400，其組織尤其是殘余奧氏體尚未轉(zhuǎn)變，因此模具同時具有表層所需的高溫強度和心部有較高的塑、韌性，達(dá)到強、韌性的最理想配合，這對于一般熱作模具鋼是難以實現(xiàn)的?？蛇m用于大、中界面熱鍛模、熱擠壓模。具有變形小、淬透性高、易切削等特點。23. 鈷結(jié)硬質(zhì)合金是以難熔金屬的碳化物（如碳化鎢、碳化鈦等）為硬質(zhì)相，以金屬鈷為粘結(jié)相，用粉末冶金的方法制造的合金材料。由于它具有比鋼還要高的硬度和耐磨、耐腐蝕、耐高溫和線膨脹系數(shù)小等特點，因此在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但與鋼相比，其韌性、可加工性較差。被廣泛應(yīng)用于制造拉絲模、沖壓模等。24. 粉末高速鋼是用粉末冶金的方法生產(chǎn)的高速鋼，通常的生產(chǎn)工藝是：以霧化高速鋼為原料，通過冷等靜壓，最終施以熱等靜壓的高溫高壓燒結(jié)而成。第七章1. 化學(xué)熱處理是指將鋼件置于特定的活性介質(zhì)中加熱和保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層的化學(xué)成分、組織，使表層具有與心部不同的力學(xué)性能或特殊的物理、化學(xué)性能的熱處理工藝。2. 常用的化學(xué)熱處理方法有：滲碳、滲氮、碳氮共滲/氮碳共滲、滲硼、滲金屬等。3. 滲碳