模具材料期末復(fù)習(xí)題及答案

1、模具材料期末復(fù)習(xí)題及答案第 1章 模具材料概述根據(jù)其用途和服役條件不同,將模具材料分為哪幾類模具材料?冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料和其他模具材料。對各類模具鋼提出的性能要求主要包括那些主要使用性能?硬度、強度、韌性、耐磨性、咬合抗力、抗熱疲勞性、耐蝕性及其他特殊性能。 選用模具材料時應(yīng)遵循哪些原則?滿足使用性能原則、工藝性能原則、經(jīng)濟性原則。第 2章 冷作模具材料冷作模具鋼按成分和性能主要可分為哪幾種鋼?請為每種鋼寫出一個代表性鋼 號。碳素工具鋼 T10A 、高碳低合金鋼 9Mn2V 、高耐磨冷作模具鋼 Cr12MoV 、冷作模 具用高速鋼 W6Mo5Cr4V2、基體鋼 6Cr4W

2、3Mo2VNb 。試分析冷沖裁模的工作條件與性能要求。冷沖裁模主要對各種坯料進行沖切成型。 冷沖裁模的主要工作部位是凸模和凹模 的刃口, 靠它們對金屬坯料施加壓力, 使其產(chǎn)生彈性變形、 塑性變形和分離等過 程。 在彈性變形階段, 凸模端面的中間部分與坯料脫離, 壓力都集中在刃口附近 的狹小范圍內(nèi)。 在塑性變形和分離階段, 凸模切入坯料, 同時金屬坯料被擠入凹 模洞口, 使模具的刃口端面和側(cè)面產(chǎn)生擠壓和摩擦, 所以對模具材料要求具有高 的硬度、耐磨性、沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能。冷沖裁模對模具材料的主要性能要求是什么?較高的強度、硬度、耐磨性,一定的韌性模具材料的冷加工工藝性能主要包括哪些性能?

3、切削加工性能、磨削加工性能、拋光加工性能和冷變形性能。模具材料的熱加工工藝性能主要包括哪些性能?鑄造工藝性能、鍛造工藝性能、焊接工藝性能模具材料的熱處理工藝性能主要包括哪些性能?淬透性、淬硬性、變形開裂敏感性和氧化脫碳敏感性。模具鋼在鍛造后進行機加工之前,一般應(yīng)進行哪種熱處理?退火碳素工具鋼和高碳低合金鋼作為冷作模具鋼使用時,應(yīng)對其進行何種最終熱處 理?淬火 +低溫回火高速鋼作為冷作模具鋼使用時,對其進行淬火處理時,應(yīng)采用什么樣的溫度淬 火?比常規(guī)淬火溫度低的溫度某企業(yè)的材料倉庫中只有 Q235、 5CrNiMo 、 9CrWMn 和 3Cr2Mo 四種鋼,應(yīng)選用 其中的什么鋼制造冷沖裁模?9

4、CrWMnT8A 模具鋼的預(yù)備熱處理工藝為退火,退火后鋼的顯微組織應(yīng)為什么組織? 珠光體在模具鋼的熱處理工藝中,淬火的目的是為了獲得什么顯微組織?馬氏體或下貝氏體冷作模具鋼應(yīng)具備哪些較高的使用性能? (答出其中 5項即可 硬度、強度、耐磨性、韌性、抗疲勞性、抗咬合性在 T12模具鋼的熱處理工藝中,正火的目的是什么?為了消除網(wǎng)狀碳化物厚板沖裁模具用鋼一般批量較小時,為降低材料成本,可選什么鋼種制造?T8A在鋼的淬火工藝中,加熱的目的是為了獲得何種顯微組織?奧氏體一般冷作模具鋼的碳含量(質(zhì)量分數(shù)在什么范圍內(nèi)?0.6%2.3%模具鋼退火后,硬度一般在什么范圍內(nèi)? 255HBS冷沖模具最終熱處理后,凸

5、模的硬度一般為 5862HRC,凹模的硬度應(yīng)為多少? 6064HRC9Mn2V 屬于何種模具鋼?其含碳量是多少?冷作模具鋼,其含碳量為 0.9%左右。試從化學(xué)成分、淬透性、淬火介質(zhì)和淬火變形等方面討論高碳低合金鋼的特點。 (1含碳量較高,合金元素含量較低。 (2因含有合金元素使其淬透性比碳素 工具鋼高,所以叫“中淬透性鋼” 。 (3因其淬透性較高,故可油冷淬火,因此 也叫油淬鋼。 (4因可油冷淬火,故淬火變形比碳素工具鋼小。與 W6Mo5Cr4V2相比, 基體鋼 65Nb 在化學(xué)成分、 力學(xué)性能和使用范圍方面有何 特點?(1與 W6Mo5Cr4V2相比, 65Nb 鋼碳含量較低(但是比 W6M

6、o5Cr4V2鋼淬火 基體的含碳量稍高 ,鎢、鉬、釩含量低,含有少量的鈮。 (2這種合金化特點 既保證了該鋼具有象高速鋼一樣高的強度、 硬度和耐磨性, 又具有比高速鋼更高 的韌性和抗疲勞強度。 (3因此 65N 可以用來制造各類冷作模具,尤其適于制 造復(fù)雜、大型或有加工難度金屬的冷擠壓模具以及受沖擊負荷較大的冷鐓模具 硅鋼片冷沖裁模具的技術(shù)要求為:硬度 5862HRC ,變形微小,使用壽命 20萬 件以上。 (1試討論硅鋼片冷沖裁模具為什么一般均用 Cr12MoV 鋼制作?(2試設(shè)計該模具的制造工藝路線。(3試指出該鋼的鍛造工藝特點。(4試制定其最終熱處理工藝,并繪出熱處理工藝曲線。(1 Cr

7、12MoV 鋼屬于高耐磨微變形冷作模具鋼,其特點是具有高的耐磨性、淬 透性、微變形、高熱穩(wěn)定性,是制造冷沖裁模的重要材料。故硅鋼片冷沖裁模具 一般選用 Cr12MoV 鋼制作。(2 模具的制造工藝路線:下料鍛造球化退火機械加工淬火 +低溫回火平磨線切割加工成型組裝。(3鍛造工藝特點:一般應(yīng)采用變向鍛造法,即多向反復(fù)鐓粗一拔長一鐓粗, 使材料組織中粗大的條狀和塊狀碳化物充分破碎,降低帶狀碳化物的級別。 (4制定最終熱處理工藝,繪出工藝曲線。低淬低回工藝淬火:450第一次預(yù)熱, 850第二次預(yù)熱, 980加熱,油冷淬火?；鼗?220圖 1. Cr12MoV 鋼的淬火和回火工藝第 3章 熱作模具材料

8、熱作模具鋼按用途主要可分為哪幾種類型的模具鋼?鍛壓模具鋼、熱擠壓模具鋼、壓鑄模具鋼和熱沖裁模具鋼高速鋼淬火后必須經(jīng)過多少次回火?三次以上的回火熱鍛模工作時承受較大的載荷,主要應(yīng)要求模具材料具有較高的什么力學(xué)性 能?熱強性不同溫度下服役對模具材料主要力學(xué)性能的要求不同, 對高溫下服役的壓鑄模具 用鋼一般主要應(yīng)考慮其具有什么性能?耐熔融金屬沖蝕性能、抗熱疲勞性能一般應(yīng)對熱作模具鋼進行何種最終熱處理?淬火 +高溫回火對熱作模具的使用性能要求有哪些?(1較高的高溫硬度; (2優(yōu)良的耐熱疲勞性能; (3較高的高溫強度和韌性; (4良 好的耐磨性。請為低耐熱模具鋼、中耐熱模具鋼和高耐熱模具鋼各寫出一個代表

9、性鋼號。 (1 低耐熱性:5CrNiMo ; (2 中耐熱性:4Cr5MoSiV ; (3 高耐熱性:3Cr2W8V 。 請為中小型錘鍛模、大型錘鍛模和壓力機鍛模各選一個合適的鋼號。中、 小型錘鍛模:5CrMnMo ;大型錘鍛模:5CrNiMo ;壓力機鍛模:4Cr5MoSiV 。 熱作模具鋼按工作溫度或耐熱性可分為哪幾種類型的鋼?低耐熱性熱作模具鋼、中耐熱性熱作模具鋼和高耐熱性熱作模具鋼在選擇鍛造模具材料時, 一般中小型錘鍛模、 大型錘鍛模和壓力機鍛模各應(yīng)首選 何種鋼號?中小型錘鍛模應(yīng)首選 5CrMnMo ,大型錘鍛模應(yīng)首選 5CrNiMo 鋼,壓力機鍛模 應(yīng)首選 4Cr5MoSiV 鋼。一

10、般熱作模具鋼的碳含量(質(zhì)量分數(shù)在什么范圍內(nèi)?0.3%0.6%4Cr5MoSiV1熱作模具鋼最終熱處理淬火、回火后,硬度一般應(yīng)為多少?4050HRC若熱作模具的尺寸較大, 為了使其整個截面獲得均勻的力學(xué)性能, 則應(yīng)要求其何 種熱處理工藝性能較高?淬透性鉻系熱作模具鋼淬火后必須進行兩次回火, 第二次回火的溫度與第一次回火的溫 度相比,一般情況下應(yīng)低 20,還是高 20?低 20某一鋁合金擠壓模的工作溫度為 500600,要求具有高的強韌性。該模具用鋼應(yīng)屬于熱作模具鋼還是冷作模具鋼?在 T10A 、 CrWMn 、 3Cr2Mo 、 5CrMnMo 、 5CrNiMo 和 4Cr5MoSiV 鋼中,

11、哪些鋼屬于該種鋼?在上述鋼中為其選擇一合適的模具鋼。為該模具鋼制定最終熱處理工藝。畫出熱處理工藝曲線。答:熱作模具鋼, 5CrMnMo 、 5CrNiMo 和 4Cr5MoSiV 屬于熱作模具鋼。 (5分 4Cr5MoSiV (2分預(yù)熱:550、 850兩次預(yù)熱淬火:10001030×0.51.0min/mm,油冷至 150180立即回火回火:600×2h+580×2h ,空冷(4 熱處理工藝曲線:(4分圖 2. 鉻系熱作模具鋼 4Cr5MoSiV 淬火回火工藝第 4章 塑料模具材料我國目前用于塑料模具的鋼種, 按照鋼的特性和使用時的熱處理狀態(tài)可以分為哪 6類?(

12、1滲碳型; (2淬硬型; (3調(diào)質(zhì)型; (4預(yù)硬型; (5耐蝕型; (6時效硬化型 塑料模具用鋼主要包括哪六種類型的鋼?滲碳型、調(diào)質(zhì)型、淬硬型、耐蝕型、預(yù)硬型、時效硬化型SM3Cr2Mo 為何種模具鋼?其化學(xué)成分如何?塑料模具鋼,含碳量 0.3%左右,含鉻量 2%左右,含鉬量 1%左右。某 高 精 密 塑 料 模 具 , 要 求 最 終 熱 處 理 后 硬 度 為 40HRC 左 右 , 變 形 率 為 -0.01%-0.02%,請在 T12A 、 9SiCr 、 5CrMnMo 、 25CrNi3MoAl 、 2Cr13和 3Cr2W8鋼 中為該模具選擇合適的模具材料,合理安排加工工藝路線,

13、并制定熱處理工藝。 答:選擇時效硬化型塑料模具鋼:25CrNi3MoAl高精密塑料模具工藝路線:淬火高溫回火粗加工半精加工去應(yīng)力退火 精加工時效研磨拋光或光刻花紋裝配使用。淬火加熱溫度:880,空冷或水冷高溫回火:680,空冷去應(yīng)力退火:650×1h ,空冷時效 520540×68h ,空冷時效硬度為 3942HRC。經(jīng)此處理后時效變形率僅為 0.01% 0.02%。第 5章 模具失效冷作模具和熱作模具的基本失效形式可分為哪幾種類型?塑性變形、磨損、疲勞和斷裂失效。模具制造過程中常見的熱處理缺陷除了變形與開裂外, 還有哪些在熱處理過程中 可能產(chǎn)生的缺陷?氧化、 脫碳、 欠熱

14、、 過熱和過燒、 淬火硬度不足與軟點、 回火缺陷和表面腐蝕等。第 6章 模具熱處理的缺陷及預(yù)防措施請寫出四種可提高模具使用壽命的表面處理技術(shù)。 (寫出其中任意 4種即可 滲氮、滲硼、熱噴涂、 TD 處理、氣相沉積、離子注入何謂熱應(yīng)力?何謂組織應(yīng)力?模具在加熱和冷卻時, 由于部位的溫度差別而導(dǎo)致熱脹和冷縮程度的不一致所引 起的應(yīng)力, 稱為熱應(yīng)力; 模具在熱處理過程中由于其各部位相變的不同時性所引 起的應(yīng)力,稱為組織應(yīng)力。對模具進行失效分析時可采用哪些主要方法?化學(xué)分析、金相分析、力學(xué)分析、斷口分析、無損探傷可采用表面處理技術(shù)提高模具的使用壽命, 請寫出其中五項你熟悉的表面處理技 術(shù)。滲氮、滲硼、