第一篇：模具材料與熱處理論文

沖壓模具材料的分類及強化處理技術

[摘要] ：隨著現代制造技術的不斷進步，尤其是汽車、電子、航空工業的快速發展，越來越多的產品要求模具在高溫、高速條件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上給模具制造業帶來了挑戰。文章從常用沖壓模具材料的種類、沖壓模具材料的合理選擇對熱處理的影響、沖壓模具表面處理技術等方面出發，對常用沖壓模具材料的分類及處理技術進行相應分析。

[關鍵詞] ：沖壓模具材料 ；熱處理 ；表面處理 ；模具材料性能

模具作為工業生產的重要工藝設備，在其實際應用過程中，具有

生產效率高、材料利用率高、制件精度高、復雜程度高等優勢，這些是其它加工制造技術無法比擬的。模具生產技術已經廣泛應用在汽車、電子、機械、儀表、家電、航空等行業中。在很長一段時間內，模具作為重要工藝設備極大的促進了生產的發展，但是隨著模具種類的不斷增多，形狀越來越復雜，加工工藝越來越困難，再加上熱處理技術的限制，模具技術的發展速度逐漸緩慢，并出現各種質量問題。在這種情況下，有必要對模具材料的種類進行分析并選取合適的模具材料以及對應的處理技術，確保模具質量。常見沖壓模具材料的種類及性能

1.1 常見沖壓模具材料種類

常見沖壓模具材料主要包括碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高

鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼、硬質合金和鋼結硬質合金等。其中，碳素工具鋼價格便宜、加工性能較好，熱處理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸較小、形狀簡單且承受荷較小的模具零件中使用；低合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎上加入適量的合金元素而形成的。它的優勢是能有效的降低淬火冷卻速度，將熱應力和組織應力降至最低，同時減小淬火變形和降低開裂傾向；高碳高鉻工具鋼不僅具有高硬度、高強度、高耐磨性優勢，還具有較好的淬透性、淬硬性、高穩定性等優 勢，熱處理變形很小；高速鋼硬度較高，還具有較高的抗壓強度和耐磨性，通常采用快速加熱和低溫淬火工藝，在一定程度上改善了材料的韌性。但是高速鋼中的合金元素含量較高、成本高、脆性較大，再加上其工藝性能不佳，不能廣泛應用在工業生產中；基體鋼是在高速鋼的基礎上添加少量的其它元素，在具有高速鋼好的耐磨性和硬度的前提下，其抗彎強度和韌性均有所提高。一般用于制造冷擠壓、冷鐓模具；硬質合金一般具有較高的硬度和耐磨性，而鋼結硬質合金的性能更佳，它是以鐵粉加入少量的合金元素粉末做粘合劑，以碳化鈦、碳化鎢等材料作為硬質相，用粉末冶金的方法燒結而成，用這種材料制作的模具堅固耐用，適合在大批量生產用模具上應用。

1.2 模具材料性能

在模具材料的選用過程中，必須充分了解材料的使用性能和工藝性能。模具使用性能主要包括強度、硬度、韌性、耐磨性、抗疲勞性等。強度是材料抵抗變形能力和斷裂能力的指標；硬度的高低將直接影響模具的使用壽命，對模具質量有重要影響；韌性反映材料在較強的沖擊載荷的作用下，抵抗脆性斷裂的能力，也是模具鋼尤其是沖壓用冷作模具鋼的重要性能指標；抗疲勞性是指材料在重復載荷條件下抵抗疲勞破壞的性能指標。工藝性能主要包括鍛造性能和熱處

理性能等。鍛造性能是指材料經受鍛壓時的工藝性能；熱處理工藝對模具質量有很大影響，在實際應用過程中，材料必須有較好的淬硬性和較高的淬透性，以保證模具硬度及耐磨性。沖壓模具材料的合理選擇對熱處理的影響

沖壓模具有很多類型，不同的沖壓模具對材料性能的要求也不同。因此，在選用模具材料時，應該以模具工作條件和使用壽命為依據對模具材料和熱處理工藝進行合理選擇，以保證模具質量。某工 廠在選擇模具材料過程中，出于經濟角度和熱處理簡便的考慮，最終選擇T10A鋼，在實際應用過程中，該材料熱處理后硬度與要求相符，但熱處理后模具產生較大變形，最終導致模具報廢；為了保證模具熱處理后的性能，熱處理前應該對模具材質進行分析。某工廠新進一批結構較為復雜的沖壓模具，熱處理后，模板上的圓孔變成橢圓形，甚至呈帶狀或塊狀分布。出現這種現象的主要原因是模具鋼中有不均勻的碳化物存在，因碳化物膨脹系數比鋼小，加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，最終出現變形。從上述內容可以看 出，沖壓模具材料的合理選擇對熱處理有重要影響。為了保證模具質量和熱處理工藝的順利進行，應該對沖壓模具材料進行合理選擇。3 沖壓模具的表面處理

模具除要求基體金屬具有足夠高的強度和韌性外，其表面性能對

生產效率和模具壽命也有很大影響，包括耐腐蝕性能、耐磨損性能及疲勞性能等。舉例說明，沖壓生產高強度板材時，模具表面易產生劃傷、棱角磨損等缺陷，需要經常下模修理，嚴重影響生產效率。該問題可以通過模具表面處理技術來解決。模具的表面處理技術已經非常成熟，主要分為物理表面處理法和化學表面處理法兩種。

3.1 化學表面處理

從廣義上說，化學表面處理可以分為表面擴散滲入和表面涂覆兩大類型。其中，表面擴散滲入的處理方法是將模具放置在具有特定溫度和特定活性介質的密閉空間里保溫，使特定介質滲入模具表面，改變模具表面的化學成分和組織，從而提高模具材料表面的耐磨性、耐蝕性等，主要包括滲氮、滲碳、碳氮共滲等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一層新材料的技術，以達到提高模具表面性能的效果，其中化學表面涂覆技術主要包括化學鍍、離子注入、化學氣相沉積等。

3.2 物理表面處理

物理表面處理技術是指用物理的辦法對模具材料的表面進行強化處理，使模具表面獲得較高的力學性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高頻淬火等技術，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲勞性能等。結語

模具憑借其獨特優勢在工業領域中廣泛應用，然而在生產制造過程中，模具容易因材料選擇錯誤或處理技術不合適等出現相應問題，在一定程度上影響模具質量和使用壽命。文中通過對常用沖壓模具材

料的種類進行分析，并采取合適的熱處理、表面處理技術，使沖壓模具的性能得到改良，在生產中更好的發揮其作用。隨著經濟和科學技術的發展，工業生產對模具的性能和精度要求將會進一步提高。為了更好的滿足時代發展需求，我們要不斷對沖壓模具材料、熱處理技術、表面處理技術進行改良。

參考文獻

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第二篇：模具熱處理

一.技術先進

QPQ鹽浴復合處理技術是世界最新金屬表面強化技術。該技術通過在金屬表面滲入多種合金元素，從而大幅度提高產品的耐磨性能。它被廣泛用于汽車、機車、工程機械、紡織機械、輕工機械、儀表、工模具等各種行業。自德國DEGUSSA公司推出QPQ技術后,其用戶遍及德、美、英、日等國約800多家.如:美國的通用電器[GE]公司有該工藝不僅成功的取代了鍍硬鉻工藝,改善了機車柴油機缸套的耐磨、耐蝕性、而且降低了成本,同時消除了六價鉻的公害;日本本田公司有數套自動化的QPQ設備分設國內外,有150多種汽車、摩托車零件采用了此技術,年處理量6萬噸;豐田和日本公司每月數百噸零件采用此技術處理.國內的殺害大眾汽車等眾多廠家采用此技術有于大量處理曲軸、模具、工具、汽車、柴油機、摩托車、紡織配件等.二.性能優良

1.比較的表面硬度

產品經QPQ處理2-3小時，總滲層可到達0.4-0.6MM，下面是部分材料

經QPQ處理后的白亮深 度和硬度：

材料 牌號舉列 前處理 處理溫度 處理時間 表面硬度Hv0.1 白亮層深度

純 鐵 570 2-4小時 500-650 12-25μ

底碳鋼 A3，20，20Cr 570 2-4小時 550-770 12-25μ

中碳鋼 45，40Cr 570 2-4小時 550-770 12-25μ

高碳鋼 T8，T12 570 2-4小時 550-770 2-25μ

氮化鋼 38CrMoAL調質 570 2-4小時 950-1050 12-20μ

鑄模鋼 3Cr2W8V 淬火 570 2-3小時 950-1000 10-17μ

熱模鋼 5CrMnMo淬火 570 2-3小時 770-900 10-20μ

冷模鋼 Cr12MoV高溫淬火 520 2-3小時 ＞950 10-20μ

高速鋼 W6Mo5Cr4V2[刀具] 淬火 550 4-45分鐘 1000-1300

高速鋼 W18Cr4V[耐磨件] 淬火 570 2-3小時 1500 10-15μ

不銹鋼 1Cr13，4Cr13 570 2-3小時 900-1000 10-15μ 1Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小時 950-1150 10-15U不銹鋼 0Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小時 950-1150 總深度20μ

氣門鋼 5Cr21Mn9Ni4N固溶 570 2-3小時 950-1150 7μ

灰鑄鐵 HT20-40 570 2-3小時 500-650 總深＞0.1MM

球墨鑄鐵 QT60-2 570 2-3小時 500-650 總深度＞0.1MM

-30μ-12μ

2.良好的耐磨性、抗疲勞性

產品經QPQ鹽浴復合處理后，耐磨性到達常規淬火及高頻淬火的16倍以上，是鍍硬鉻和離子氧化的2倍多。其疲勞極限提高百分之四十五以上。

材料 處理工藝 疲勞極限Kg/mm2 疲勞極限上升率

10號鋼 未處理 24 1.00

QPQ處理 39 1.6

345號鋼 未處理 28 1.00

QPQ處理 43 1.5442CrMo 未處理 42 1.00 QPQ處理 62 1.48

38CrMoAl 未處理 38 1.00

QPQ處理 61 1.6

3.極好的抗蝕性

產品經QPQ處理后，具有極剛的抗蝕性，在大氣中和鹽霧中的抗蝕性比1Cr18Ni9Ti不銹鋼高4-5倍，比鋅硬鉻高16倍以上，比發黑高70倍已上。

4.極小的變形

產品經QPQ鹽浴復合處理后，尺寸變化僅5-8μ形狀無變化，可以認為是變形最小的硬化方法，可用來解決橫多常規熱處理無法解決的熱處理變形問題。

5可以替代多道工序

該工藝不僅可以取代氧化、高頻淬火、滲碳等表面處理工藝，還可以替代淬火--回火--發黑三道工序，或替代滲碳--淬火--回火--鍍硬鉻四到工序，在提高產品耐磨性和抗蝕的同時，大大降低生產成本。

6.無公害水平高

本公司的鹽浴無害，廢水、廢氣等經衛生環保部門測試，遠遠底于國家排放的標準，并經全國各地用戶所在地區環保部門測試復查，證明了該工藝在無害方面的先進水平。

三.應用范圍廣

1適用材料

適用于各種工具鋼、結構鋼、不銹鋼、純鐵、鑄鐵及粉冶金件。

2可取代以下工藝

大量取代滲碳淬火、高頻淬火、易變形件的淬火、離子氧化、發黑、硫化、鋅硬鉻、鍍裝飾鉻等。

普通結果鋼經QPQ處理，字很多情況下可以代替不銹鋼。

3應用的部分產品

模具： 各種冷拉模、熱擠模、沖模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模等。

工具： 滾絲輪、搓絲板、鉆頭、銑刀、絞刀、絲錐、滾刀、插齒刀、拉刀、刀體、刀桿等。

機床件： 摩擦片、導軌、電器鐵芯等。

汽車件： 曲軸、凸輪軸、氣門、齒輪、活塞環、球頭銷、差速器支架、氣彈簧活塞桿等。

摩托車： 齒輪、連桿鏈輪、離合器盤、活塞環等。

紡機件：絡筒機件、彈力絲機熱軌、冷軌、羅拉、鋼令圈等。

齒輪： 汽車同步器齒輪、建筑機械齒輪、軋鋼機傳送帶大齒輪等多種大小齒輪及蝸輪蝸桿。

液壓件：定字等。

機車： 缸套等零部件。

軸承行業：保持架、緊定套等。

本技術在工程機械、農業機械、輕工機械、儀表、兵工等行業均有廣泛用途。

現在很多模具要鍍鉻的就可以用QPQ來代替。

它最大的優點是：微變形，可以在模具試模合格后再來熱處理。

［此帖子已被 林國揚 在 2005-11-16 2:32:43 編輯過］

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3Cr2W8V鹽浴處理后，HRC為48左右，經平面磨后，過不了多久，表面就會發黃，咋回事

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模具的加熱、保溫與冷卻

l 概述

模壓成型工藝是塑性材料最常見、歷史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法。它具有成型裝置簡單、設備投資小、模具結構簡單等特點，在機械化、自動化生產高度發達的今天，仍是一種最為普及的生產手段之一。然而，進行壓縮模塑成型的模具設計能參考的文獻除了教科書、幾位前輩所著的專著、模具設計圖例以外，少有人總結模具設計中的關鍵技巧。

模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結構是復合材料模具設計不可或缺的一部分。結構設計直接影響到產品的外觀及內在質量均勻性，同時還影響產品的成型效率。加熱、保溫與冷卻設計

2．1 加熱管的設計要求

鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設計必須采用的加熱手段，可設計為單向接線、雙向接線等多種形式，材質上可采用有縫管、無縫管、不銹鋼管等，特點是熱損失小、熱效率高、排線簡單，可根據需要設

計為220V或380V，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制，模具設計中要注意它向身特點。（l）加熱管在兩端通常有較長的冷端，并不能起到加熱的作用。

（2）加熱段的功率設計盡量不超過10瓦特／厘米的限制。如30厘米長的加熱管，功率盡可能不要

超過300瓦。如果設計功率超過這個限制，加熱管表面負荷較高，鋼管易氧化腐蝕，造成短路。

（3）對于溫度高于250℃的模具設計，采用加熱管有一定難度。

我曾經利用加熱管升溫達到420℃，但是這種成型溫度對加熱管質量要求較高，需要經常檢查電路的通暢與短路與否。因為這種條件下加熱管、接線端子、連接用的銅線、鋼片等介質非常易于氧化，從而導致斷路。因此對電傳輸介質需要進行特殊處理，盡量避免使傳導電線暴露在空氣中，延長導線的使用壽命。

烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種，特點是單位長度功率高（通常直徑10mm，長8cm規格的烙鐵芯可以達到150瓦的輸出功率），耐用，安全性好，不易形成擊穿短路，可以通過鉆盲孔來埋設，缺點是難以定制設計，拆換時易碎、斷。

電路設計中不可缺少保險、空氣開關等保險措施，操作地由要保持干凈整潔，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障，防止不必要的危險。

2．2 加熱管的安裝鉆孔

從傳熱角度上理解，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實際上加熱管與模具并沒有多大接觸面積，傳熱的本質是輻射，傳導是次要的。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強紅外輻射的涂層，同時也采用限制設計功率（10瓦特／厘米）的辦法以增長加熱管的使用壽命。

因此在加工加熱管孔時，尤其是長加熱管孔的加工沒必要設計太小的配合間隙，有效的設計方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴密配合，可以采用填塞、封堵或設計擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱

量的損失。

2．3 加熱管的埋放

埋放的加熱管，最好采用與管內介質相同的氧化鎂粉進行充填，以降低加熱管表面的熱負荷，這種方法可以減少管的表面氧化，有效延長管的使用壽命。有條件的話，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。

2．4 模具保溫方法

加強模具的保溫措施可以減少模具的熱損失，可使模具在較短的時間內達到預定的生產溫度，減少能源浪費。每個工程技術人員對這個問題都有一套獨特的解決辦法，我只談談我的經驗。

2．4．l 加熱板的保溫措施

加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫，但石棉布不易擺放平整，對壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多，最常見的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對以用于密封隔熱用的材料，具有一定的可壓級勝，同時在高溫時會釋放出一種十分難聞的氣味，影響操作環境及操作人的身體健康。

加熱板的保溫宜采用石棉紙板，常見的規格是1000x1000，3－5mm厚，板體較為規整，平行度較好，可壓縮性比較平均，高溫下無異味產生。

2．4．2 模具的保溫措施

模具的保溫措施很多，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進行保溫。現在市場上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料，它由中長纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成，粘性適中，易于涂抹。這種材料常用作化工、采暖管道的保溫層材料，略含堿性（易腐蝕模具）。經在150℃條件下使用沒發現有燒焦、熔化、氣味等負面影響。同時材料很輕，可塑性較強，容易形成較為美觀的模具表面。

2，5 模具的冷卻方法

水冷卻是大多數模具采用的冷卻方式，但也有其缺點；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢，對水資源的浪費較大。當冷卻溫度超過100℃時，易產生蒸汽爆炸。優點是熱容較大，可實現快速降溫。

風冷卻是一種比較理想的冷卻方法，和水冷正相反，它不需要嚴密的管道密封，不存在資源浪費，可以冷卻溫度高于100℃的模具，可以通過氣體的流量來確定冷卻的速度，并且來源簡潔方便，有一定規模的生產車間都能取得比較方便的氣源。模具的裝夾

模具的裝夾結構與模具的加熱、保溫與冷卻系統密切相關，同時為模具的更換、裝卸提供一定的方便特性。多數設計者為圖方便，只簡單地將模具上打幾個安裝孔用以固定。例是多數的壓模都不單獨設計加熱裝置，而是在壓機上下壓板上安裝加熱板以簡化中小型模具的加工。模具結構中就只剩下構成型腔主體結構的模塊。這時模具可以采用注塑模具的固定辦法——用壓板將模具固定在上下模板上。在加熱板模具上設計好固定壓板的空間即可。這種設計不僅可以用于移動式壓模，也可用于帶有簡單項出機構的壓模。僅需要在加熱板的設計中才考慮到頂桿的位置與加熱管不相沖突即可。也可以利用一種模具的模架對多個模具進行通用性改造，以簡化模具制造成本。

如果供具較高，單純的加熱板加熱已經不能滿足均勻加熱的需要，這時需要在模具上安裝輔助加熱系統，可以山加熱片、加熱管及烙鐵芯構成。

對于結構簡單、尺寸較小的模具，采用加熱板加熱會造成大過的熱量損失，在模具尸設計簡單的加熱系統就能夠滿足要求。需要注意的是在模具和壓機固定板之間要添加隔熱物（通常來采用石棉紙板）來保溫，同時需要注意電源線的排布整齊和電偶孔的位置。這種設）；由于熱容較小，特別適用于需要反復加熱冷卻或快速加熱冷卻的小型模具。

第三篇：熱處理經典論文

金屬材料熱處理論文

題目：熱處理變形的影響因素

熱處理變形的影響因素

摘 要：工業發展日新月異，對機械精度和性能的要求也越來越高。在工業零件生產中，熱處理是必不可少的一部分，它對材料性能的影響非常大，金屬熱處理在改善材料各種性能的同時，熱處理變形是不可避免的，并且會直接影響到工件的精度、強度、噪聲和壽命，因此對于精度要求較高的零件要盡可能減小其變形量，著重分析溫度是控制變形的關鍵因素的同時羅列幾點次要因素。

關鍵詞：熱處理變形 金屬熱處理 變形因素 溫度

一、引言

什么是金屬材料的熱處理？ 熱處理有什么弊端 ？（變形等）

金屬材料的熱處理是將固態金屬或合金，采用適當的方式進行加熱、保溫和冷卻，有時并兼之以化學作用和機械作用，使金屬合金內部的組織和結構發生改變，從而獲得改善材料性能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優良性能的重要手段。很多實際應用中合理選用材料和各種成形工藝并不能滿足金屬工件所需要的力學性能、物理性能和化學性能，這時熱處理工藝是必不可少的。但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，在處理過程中也不可避免地會產生或多或少的變形，而這又是機械加工中必須避免的，兩者之間是共存而又需要避免的關系，只能采用相應的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內。而要減小熱處理的變形，我們就需要了解影響熱處理變形的因素。

二、溫度是變形的關鍵因素

工業生產中實際應用的熱處理工藝形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它們的基本過程都是熱作用過程，都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個參數來描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內的溫度測量就成為熱處理的重要工藝參數測量。每一種熱處理工藝規范中，溫度是很重要的內容。如果溫度測量不準確，熱處理工藝規范就得不到正確的執行，以至造成產品質量下降甚至報廢。溫度的測量與控制是熱處理工藝的關鍵，也是影響變形的關鍵因素。

（1）工藝溫度降低后工件的高溫強度損失相對減少，塑性抗力增強。這樣工件的抗應力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強，變形就會減少；

（2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低，由此而導致的熱應力和組織應力也相對減少，這樣變形就會減少；

（3）如果工藝溫度降低、且熱處理工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時間減少，變形也會減少。

減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。各種熱處理方式相結合，搭配，盡量既滿足性能需要同時又減少變形等缺陷。例如經熱處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達到要求。圖1為模數mn=12mm的齒圈經不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結果相近，未經球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應采用球化退火工藝，同時為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。

三、變形的其它影響因素及減小措施

（一）合理的加熱次序和冷卻次序

根據，不同零件的結構特點，制定適合該零件的熱處理順序，可相應的減小熱處理帶來的變形，盡量使各部分熱處理產生的變形可以相互抵消。最終達到變形最小的目的。不過，此方法成本較高，較復雜，浪費時間。一般情況下，除非非常精密的零件，才會采用此種方式。

（二）預備熱處理 正火硬度過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會使內孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進行淬火之前的調質，都會對金屬最終的變形量產生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結構上的變化。實踐證明，在正火時采用等溫淬火可有效地使金屬組織結構趨于均勻，從而使其變形量減小。

（三）運用合理的冷卻方法

金屬淬火后冷卻過程對變形的影響也是很重要的一個變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對變形也是至關重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產生的應力越大，模具的變形也越大。可以在保證模具硬度要求的前提下，盡量采用預冷；采用分級冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時產生的熱應力和組織應力，是減少一些形狀較復雜工件變形的有效方法；對一些特別復雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。

（四）零件結構要合理

金屬熱處理后在冷卻過程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過渡區因應力集中產生畸變和開裂傾向；工件應盡量保持結構與材料成分和組織的對稱性，以減少由于冷卻不均引起的畸變；工件應盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺階處要有圓角過渡；盡量減少工件上的孔、槽筋結構不對稱；厚度不均勻零件采用預留加工量的方法。

（五）采用合理的裝夾方式及夾具

此方法的目的是使工件加熱冷卻均勻，以減少熱應力不均，組織應力不均，來減小變形，可改變裝夾方式，盤類零件與油面垂直，軸類零件立裝，使用補償墊圈，支承墊圈，疊加墊圈等，花鍵孔零件可用滲碳心軸等。

（六）機械加工

當熱處理是工件加工過程的最后工序時，熱處理畸變的允許值應滿足圖樣上規定的工件尺寸，而畸變量要根據上道工序加工尺寸確定。為此，應按照工件的畸變規律，熱處理前進行尺寸的預修正，使熱處理畸變正好處于合格范圍內。當熱處理是中間工序時，熱處理前的加工余量應視為機加工余量和熱處理畸變量之和。通常機械加工余量易于確定，而熱處理由于影響因素多比較復雜，因此為機械加工留出足夠的加工余量，其余均可作為熱處理允許畸變量。熱處理后再加工，根據工件的變形規律，施用反變形、收縮端預脹孔，提高淬火后變形合格率。

（七）采用合適的介質 在保證同樣硬度要求的前提下，盡量采用油性介質，實驗和實踐證明，再其他條件無差異的前提下，油性介質的冷卻速度較慢，而水性介質的冷卻速度則相對快一些。而且，和油性介質相比，水溫變化對水性介質冷卻特性的影響較大，在同樣的熱處理條件下，油性介質相對水性介質淬火后的變形量要相對小。

四、結束語

熱處理能改善工件的機械性能，提高工件的強度和硬度，滿足各種性能的需要，但引起的變形影響是不可避免的。我們要重視我國現階段的熱處理技術和裝備的改進，不斷學習國外先進的技術，同時發展自主研發，創新的能力提高熱處理工件質量及合格率，為我國的熱處理行業作出貢獻。為我國成為工業大國而努力。

第四篇：材料與熱處理

討論題

1、什么是鋼、鐵？

2、鐵鍋是鐵制成的？

4、鐵皮、鐵釘、鐵絲是鐵制成的？

5、為什么要“趁熱打鐵”？

6、鐵匠師傅打的是鐵嗎？

7、“團結就是力量”歌中有：比鐵還硬比鋼還強兩句詞，是鐵硬鋼強嗎？

8、高碳鋼棒是一種普通工程材料，但高碳鋼管很少見到，試解釋原因。

9、.指出下列工件的淬火、回火溫度。①45鋼小軸（要求綜合機械性能）②60鋼彈簧 ③T12鋼銼刀

10、分析調質處理（從工藝、組織、性能、應用）為什么調質安排在粗、精切削加工之間？ 11、20.擬用T10鋼制造形狀簡單的車刀，工藝路線為： 鍛造→熱處理→機加工→熱處理→磨加工

試說出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用。

12、選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡名的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，且鋼材具有足夠的淬透性）。

①某機床變速箱齒輪（模數m=4）要求齒面耐磨，心部強度和韌性要求不高，材料選用45鋼。

②某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸頸部分要求耐磨（HEC50—55）材料選用45鋼。

③鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機械性能，材料選用38CrMoAlA。

13、白口鑄鐵、灰口鑄鐵和45鋼這三者的成分、組織和性能有何主要區別？

14、根據下列部分鐵碳平衡相圖回答問題（5分）

1）各點（G,S,E,P，Q）、各條線（GS,ES,PQ）的名稱；（2.5分）

2）說出各個區域內的組織（2.5分）

一、判斷題

1、鋼和鐵是含有鐵和碳兩種元素的黑色金屬。

2、除含碳和鐵以外，還含有其它元素的鋼就是合金鋼。

3、生產中常用中碳鋼來制造軸類、齒輪類機械零件。

4、純銅具有好的導電性和導熱性及優良的塑性，但強度不高。

5、碳素鋼的硬度越高，強度就越好。

6、熱處理是一種不改變零件形狀和尺寸，卻能改變其組織和性能的工藝方法。

7、冷卻速度應根據鋼的種類和熱處理目的而確定。

8、要求表面硬、心部韌的零件，應采用正火處理。

9、要求降低硬度、細化晶粒、均勻組織和消除應力時，應采用退火處理。

10、淬火是強化金屬材料的重要手段之一。

三、選擇題

(單選)

1、純金屬結晶時，冷卻速度越快，則實際結晶溫度將（）。A、越高B、越低 C、接近理論結晶溫度 D、沒有變化

2、室溫下金屬的晶粒越細，則（）。

A、強度越高，塑性越差 B、強度越高，塑性越好 C、強度越低，塑性越差D、強度越低，塑性越好

3、固溶體的晶體結構特點是（）。

A、與溶劑相同 B、與溶質相同 C、形成新的晶體類型 D、各自保持各自的晶體類型

4、液態金屬結晶的基本過程是（）。

A、邊形核邊長大 B、先形核后長大 C、自發形核和非自發形核 D、枝晶生長

5、珠光體是一種（）。

A、單相固溶體 B、兩相固溶體 C、鐵與碳的化合物 D、都不對

6、完全退火主要用于（）。

A、亞共析鋼 B、亞共析鋼和共析鋼 C、過共析鋼 D、所有鋼種

7、碳鋼的正火工藝是將其加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后采用的冷卻形式是（）。A、隨爐冷卻B、在油中冷卻C、在空氣中冷卻D、在水中冷卻

8、材料硬度值的正確表示方法為：（）

a.HRC55kg／mm

2b.55HRC

c.RC55

9、材料HT200中數字200表示：（）

a.抗壓強度值

b.抗彎強度值

c.抗拉強度值 10、45鋼的含碳量為：（）

a.4.5％

b.0.45%

c.0.00045%

11、為提高實習中你所做的小鋃頭的硬度和耐磨性的熱處理工藝是（）。

a.正火

b.淬火+高溫回火

c.淬火+低溫回火

12、調質的目的是為了獲得（）。

a.高硬度

b.細化晶粒

c.好的綜合機械性能

13、碳素鋼淬火后得到高硬度的原因是因其獲得了（）。

a.馬氏體

b.奧氏體A

c.珠光體P

14、各種彈簧和鍛模應具有高的屈服點、彈性極限和韌性，其熱處理工藝為（）

a.淬火+高溫回火

b.淬火+中溫回火

c.退火

15、用于消除鑄件、焊件中的內應力，穩定零件尺寸，減少變形的熱處理工藝為（）

a.球化退火

b.完全退火

c.去應力退火

第五篇：(答案)模具材料及熱處理試題庫

模具材料及熱處理試題庫

一、判斷 1、60鋼以上的優質碳素結構鋼屬高碳鋼，經適當的熱處理后具有高的強度、韌性和彈性，主要用于制作彈性零件和耐磨零件。

（×）2、40Cr鋼是最常用的合金調質鋼。

（√）3、60Si2Mn鋼的最終熱處理方法是淬火后進行高溫回火。

（×）

4、高合金鋼的完全退火的冷卻速度是每小時100～150℃。（×）

5、等溫淬火與普通淬火比較，可以獲得相同情況下的高硬度和更好的韌度。（√）

6、一些形狀復雜、截面不大、變形要求嚴的工件，用分級淬火比雙液淬火能更有效的減少工件的變形開裂。

（√）

7、滲碳時采用低碳合金鋼，主要是為提高工件的表面淬火硬度。

（×）

8、均勻化退火主要應用于消除大型鑄鋼、合金鋼錠在鑄造過程中所產生的化學成分不均及材料偏析，并使其均勻化。

（√）

9、高合金鋼及形狀復雜的零件可以隨爐升溫，不用控制加熱速度。

（×）

10、鉻鉬鋼是本質粗晶粒鋼、其淬透性和回火穩定性高，高溫強度也高。（×）

11、鉻錳硅鋼可以代替鎳鉻鋼用于制造高速、高負荷、高強度的零件。

（√）

12、鉻軸承鋼加熱溫度高，保溫時間略長，主要使奧氏體中溶入足夠的合金碳化物。

（√）

13、低合金滲碳鋼二次重新加熱淬火，對于本質細晶粒鋼的零件，主要使心部、表層都達到高性能要求。

（×）

14、鑄鐵的等溫淬火將獲得貝氏體和馬氏體組織。

（√）

15、高速鋼是制造多種工具的主要材料，它除含碳量高外，還有大量的多種合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），屬高碳高合金鋼。

（×）

16、鋼在相同成分和組織條件下，細晶粒不僅強度高，更重要的是韌性好，因此嚴格控制奧氏體的晶粒大小，在熱處理生產中是一個重要環節。

（√）

17、有些中碳鋼，為了適應冷擠壓成型，要求鋼材具有較高的塑性和較低的硬度，也常進行球化退火。

（√）

18、低碳鋼正火，為了提高硬度易于切削，提高正火溫度，增大冷卻速度，以獲得較細的珠光體和比較分散的自由鐵素體。

（√）

19、過共析鋼正火加熱時必須保證網狀碳化物完全融入奧氏體中，為了抑制自由碳化物的析出，使其獲得偽共析組織，必須采用較大的冷卻速度冷卻。

（√）20、含碳量相同的碳鋼與合金鋼淬火后，硬度相差很小，但碳鋼的強度顯著高于合金鋼。

（×）

21、中高碳鋼的等溫淬火效果很好，不僅減少了變形，而且還獲得了高的綜合力學性能。

（√）

22、淬火鋼組織中，馬氏體處于碳的過飽和狀態，殘余奧氏體處于過熱狀態，所以組織不穩定，需要回火處理。

（×）

23、低碳鋼淬火時的比容變化較小，特別是淬透性較差，故要急冷淬火，因此常是以組織應力為主引起的變形。

（×）

24、工件淬火后不要在室溫下放置，要立即進行回火，會顯著提高馬氏體的強度和塑性，防止開裂。

（√）

25、滲碳淬火后，工件心部硬度與工件材料本身淬透性無關。

（×）

26、經過淬火與時效的鋁合金，當迅速加熱到200～250℃，并在此溫度范圍內停留較長的時間時，其力學性能即恢復到重新淬火狀態。（×）

27、鑄鋁合金的淬火+完全人工時效，用來獲得最高強度與硬度。

（√）

28、黃銅低溫退火目的是消除冷變形加工應力，防止開裂，退火溫度通常為260～300℃，保溫1～3h，水冷。（×）

29、在鉻不銹鋼中加入錳和氮可以代替鉻，但錳本身并不能防銹，故不能單獨使用。

（×）30、馬氏體不銹鋼退火的目的是為了降低硬度或消除冷作硬化，以便于切削加工與冷變形加工；或者為了消除鍛壓與焊接后快速冷卻產生的應力，防止產生裂紋。

（√）

31、淬火和回火是馬氏體型不銹鋼的最后熱處理，目的在于提高鋼的強度、硬度、抗蝕性和抗氧化性。

（√）

32、抗沖擊冷作模具鋼60Si2Mn在300℃及400℃回火狀態下，以亞溫淬火（800℃—820℃）對強韌性最有利。（√）

33、對于鋼結硬質合金GT35，當要求高耐磨性時，可采用高溫回火；當在沖擊載荷下工作時，可采用低溫回火，以提高其韌性。（×）

34、GR(4Cr3Mo3W4VNb)鋼中加入少量的Nb是為了增加鋼的回火抗力及熱強性。

（√）

35、在模具鋼中加入Mo或W兩種合金元素，主要是防止高溫回火韌性的產生。

（×）

36、熱作模具材料常用高碳合金鋼來制作。（×）37、5CrNiMoVSi鋼主要添加了一定量的V和Si，從而使高溫強度大幅降低，且具有更高的淬透性和熱穩定性。（×）

38、對于性能要求高的塑料模具，可采用二次淬火。（×）

39、SM2是一種低Ni馬氏體時效硬化性塑料模具鋼。（×）40、用于制造塑料模具的鋅合金主要為Zn-4Al-3Cu共晶合金。（√）

41、工件表面的硬突出物和外來硬質顆粒在加工時刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現象稱為黏著磨損。（×）

42、一般說來，材料溫度高于等強溫度時易產生沿晶斷裂。（√）

43、一般說來，材料溫度低于等強溫度時易產生穿晶斷裂。（√）

44、冷沖裁模模具刃口在壓力和磨擦作用下，最常見的失效形式是磨損失效。（√）

45、在韌性組織上彌散分布的硬質碳化物顆粒會降低模具的耐磨性。（×）

46、P20是一種典型的預硬型塑料模具鋼，其淬透性較高。（√）

47、對冷作模具材料淬透性的要求是淬火后易于獲得深厚的硬化層。（√）

二、單選

1、作為普通滲碳零件應選用（A）。

A、20鋼

B、40Cr

C、55鋼

D、20Cr

2、下列合金元素中（D）不形成碳化物而是溶于奧氏體中，才能提高淬透性。A、Al、Zn、Cu

B、Mo、Ni、Mn C、Cr、W、Si

D、Ti、V、Nb

3、鉻鉬鋼高溫強度和組織穩定性好，所以可以制造在（C）溫度下長期工作的零件。

A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

4、含鉻、鎳、鉬的合金鑄鐵，在（B）范圍內有回火脆性。A、400～450℃

B、500～550℃ C、600～650℃

D、700～750℃

5、低合金工具鋼的淬火溫度一般采用（B）。

A、Ac1+（30～50）℃

B、Ac1+（50～100）℃ C、Ac1+（100～150）℃

D、Ac1+（150～200）℃

6、鉻錳硅鋼的缺點是有回火脆性傾向，脫碳和過熱傾向較大，容易出現（C）。A、黑色組織

B、黑帶

C、白點

D、黑點

7、高速鋼由于鉬和鎢的加入降低了相變的溫度和臨界冷卻溫度，提高了淬透性，可在（A）淬硬。

A、空氣中

B、油中

C、水中

D、爐中

8、灰鑄鐵的熱處理特點是：由于灰鑄鐵（A）高，加熱時溫度相應提高。A、含硅量

B、含錳量

C、含磷量

D、含硫量

9、淬火鋼馬氏體分解一直延續到350℃以上，在高合金鋼中甚至可延續到（D）。A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

10、在鋼中加入質量分數（B）Si可推遲薄片碳化物沿馬氏體界面析出，從而使脆性轉化溫度移向高溫區。

A、0.5%～0.9%

B、1%～3%

C、3%～5%

D、5%～7%

11、鋼中含有（C）等合金元素時，更容易出現高溫回火脆性。

A、硅、鎢、銅

B、氮、硼、銻

C、錳、鉻、鎳

D、鋁、鋅、鈮

12、在加熱溫度相同時，加熱速度越快，奧氏體晶粒（B）。A、越粗大

B、越細小

C、中間值

D、不變化

13、馬氏體形態變化在生產上也得到了廣泛的應用，利用（A）具有較高的綜合力學性能的特點。

A、低碳馬氏體

B、中碳馬氏體

C、高碳馬氏體

D、都不是

14、當工件表面和心部溫度變化不同時，造成熱脹冷縮不均，便產生內應力。這種由熱脹冷縮不一致而產生的應力稱為（B）。

A、組織應力

B、熱應力

C、載荷應力

D、機械應力

15、當淬火內應力超過鋼的（A）時，就造成了工件變形。

A、屈服強度

B、斷裂強度

C、疲勞強度

D、抗拉強度

16、碳素鋼水冷淬火時，（B）比較突出。

A、組織應力

B、熱應力

C、載荷應力

D、機械應力

17、合金鋼油冷淬火時，（A）的作用比較突出。

A、組織應力

B、熱應力

C、載荷應力

D、機械應力

18、防淬火開裂也可采用不使工件淬透，便停止冷卻并立即進行回火的方法，例如冷卻到（B）時停止冷卻，立即回火。

A、室溫

B、60～100℃

C、120～150℃

D、150～200℃

19、對碳素鋼與低碳合金退火，保溫時間按（B）計算。A、0.3～0.6h/100mm B、0.6～0.8h/100mm C、0.8～1.0h/100mm

D、1.0～1.2h/100mm 20、鍛件在加熱過程的低溫階段，升溫速度要控制在（B）。

A、10～30℃/h

B、30～70℃/h

C、70～100℃/h

D、100～150℃/h

21、低碳合金鋼鍛件退火終冷溫度可選擇（D）。

A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

22、油冷時大型零件中最大的溫差比水冷小一般不超過（D）。

A、300℃

B、300～350℃

C、400～450℃

D、500℃

23、退火時高、中合金模具鋼的大型鍛件表面終冷的溫度不高于（B）。A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

24、為防止回火加熱時產生熱應力與淬火的應力迭加，使零件中缺陷擴大，回火加熱速度應比淬火加熱速度低一些，一般控制在（B）。

A、10～30℃/h

B、30～100℃/h

C、70～130℃/h

D、100～150℃/h

25、水冷大型零件截面上的最大溫差可達（C）。

A、200～400℃

B、500～600℃

C、750～800℃

D、850～900℃

26、鍛件調質后再不引起回火脆性的溫度下在進行補充回火450℃可使殘余應力降低（B）左右。

A、30%

B、50%

C、60%

D、70%

27、快速退火的優點是在一定情況下，所獲得的強度與塑性能滿足（A）加工的要求。

A、冷變形

B、熱變性

C、切削加工

D、鍛造加工

28、固溶處理是將合金加熱至高溫單相區（C）保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的工藝。

A、升溫

B、降溫

C、恒溫

D、其它

29、在高于室溫的某一溫度范圍即（A）內發生的時效叫人工時效。

A、100～200℃

B、250～300℃

C、350～400℃

D、450～500℃ 30、加入哪種金屬材料能抑制過熱敏感性及網狀碳化物的析出。（D）

A、Ni B、Mn C、W D、V

31、低耐熱高韌性熱作模具鋼5Cr2NiMoVSi主要添加了一定量的V和Si，從而使高溫強度大幅提高，且具有更高的（B）和熱穩定性。

A、淬硬性 B、淬透性 C、韌性 D、耐磨性

32、拉伸不銹鋼首選的模具材料是（D）。

A、球墨鑄鐵 B、高鎳合金鋼 C、錫青銅 D、鋁青銅

三、多選

1、冷拉深模其模具受到的摩擦力十分強烈，因而模具的主要失效形式是（A C）。A、磨粒磨損

B、疲勞磨損

C、粘著磨損 D、氣蝕磨損

E、沖蝕磨損

F、腐蝕磨損

2、冷鐓模其凸模承受巨大的沖擊壓力和摩擦力，凹模承受沖脹力和摩擦力，因而最常見的失效形式是（B D）。

A、韌性斷裂失效

B、疲勞斷裂失效 C、脆性斷裂失效 D、磨損失效

E、混晶斷裂失效

F、腐蝕失效

3、模具的各項性能要求有時是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性（C）；在同樣硬度下，鋼材（D）越高，耐磨性就越高。

A、越低

B、適中

C、越高 D、碳含量

E、硅含量

F、硫含量

4、高鉻鋼一次硬化法淬火，是用較低的溫度淬火，對于Cr12MoV鋼而言，一般選用（D）淬火，隨后進行（F）回火。

A、960～980℃

B、1000～1020℃ C、高溫 D、1030～1050℃

E、中溫

F、低溫

5、低變形冷作模具鋼的基本優點是具有較好的（A）和（B），各國通用的代表性鋼種有（E）。

A、淬透性 B、淬硬性 C、耐磨性 D、9CrSi E、MnCrWV F、T10A

6、高強度高耐磨冷作模具鋼具有（CDEF）的特點。

A、高淬透性 B、高淬硬性 C、高耐磨性 D、高強度 E、高抗壓性 F、高熱穩定性

7、在冷作模具材料中，以下哪些材料屬于高碳高鉻模具鋼（AE）。

A、Cr12 B、T10A C、T8A D、9CrSi E、Cr12MoV F、CrWV

8、哪種屬于常用的低耐熱高韌性熱作模具鋼。（AE）

A、5CrMnMo B、GR C、012Al D、3Cr2W8V E、5CrNiMo F、HD

9、對于要求形狀簡單、精度要求低、產品批量要求不大的塑料模具，最好選用（A B D）。

A、20Cr B、T10A C、PCR D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo

10、對于要求大型、型腔復雜、產品批量大的塑料模具，可以選用（EF）。

A、20Cr B、T10A C、CrWV D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo

11、對于要求耐蝕、精度要求高的塑料模具，可以選用（C D）。

A、20Cr B、T10A C、PCR D、06Ni E、40Cr F、3Cr2Mo

12、過共析鋼正火，首先加熱時必須保證網狀碳化物全部溶入（C）中，為了抑制自由碳化物析出，使其獲得（F）組織，必須采用較大冷卻速度進行冷卻。A、馬氏體

B、貝氏體

C、奧氏體 D、共析組織

E、共晶組織

F、偽共析組織 13、10，15，20，25等低碳結構鋼的（B）性能比較好，但用作成型零部件或導柱、導套時，需要進行（A）處理。

A、滲碳

B、塑性加工

C、調質 D、韌性很好

E、退火

F、低溫回火

14、馬氏體時效鋼的特性是：模腔加工后可用簡便的（B）進行硬化；時效處理的尺寸變化極小；材料的氣孔缺陷很少；焊接性能優良；強度、（D）。A、淬火處理

B、時效處理

C、調質處理 D、韌性很好

E、退火

F、回火

15、淬硬型鋼的（D）不僅與鋼材本身的性能有關，還取決于（A）。

A、淬火冷卻速度

B、臨界冷卻速度 C、工件尺寸形狀 D、淬透性

E、耐熱性

F、工件加工精度

四、填空

1、模具喪失正常的使用功能，不能通過一般的修復方法使其重新服役的現象稱為_____________，它既有達到預定壽命的_____________，也有遠低于預定壽命的_____________。（模具失效、正常失效、早期失效）

2、模具在正常失效前生產出的合格產品的數目稱為_____________，如其在使用過程中經過多次修模，則為_____________與_____________的總和。（模具使用壽命、首次壽命、各次修模壽命）

3、磨損失效是模具失效的一種，它有很多種類型，按磨損機理不同可分為_____________、_____________、_____________和腐蝕磨損等。（磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損）

4、影響模具壽命的主要因素有_____________、_____________、_____________、-_____________和_____________。（模具結構、模具工作條件、模具材料、模具熱處理與表面強化處理、模具制造工藝）

5、冷作模具材料應具備一定的_____________、_____________、_____________、疲勞抗力以及抗咬合能力。（斷裂抗力、變形抗力、磨損抗力）

6、冷沖裁模最主要的失效形式是_____________。（磨損失效）

7、塑料模具在服役過程中，可產生_____________、_____________、_____________、_____________、疲勞失效及熱疲勞失效。（磨損失效、腐蝕失效、塑性變形失效、斷裂失效）

8、根據服役條件不同可將模具材料分為_____________、_____________、-_____________和其他模具材料等幾大類。（冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料）

9、硬度是模具的主要性能指標，一般熱作模具材料的硬度為_____________，冷作模具材料的硬度為_____________。（40～52HRC、60HRC）

10、高耐磨微變形冷作模具鋼的共同特點是_____________、_____________、_____________、_____________和高的抗壓強度。（高淬透性、微變形、高耐磨性、高熱穩定性）11、5CrNiMo是典型的低耐熱高韌性熱作模具鋼，熱處理過程中采用等溫處理的方法，最終獲得_____________+_____________+_____________的組織，模具的壽命會明顯提高。（馬氏體、下貝氏體、少量殘余碳化物）

12、高耐熱熱作模具鋼3Cr2W8V的主加元素剛好是W18Cr4V的一半，因此又稱為_____________。（半高速鋼）

13、塑料模按成型固化不同分為_____________塑料模和_____________塑料模兩類。（熱塑性、熱固性）

14、深冷處理的目的主要是_____________、_____________以及提高鋼的磁性。（提高硬度、穩定尺寸）

15、深冷處理的效果主要有殘余的奧氏體幾乎可全部轉變為_____________，材料組織細化并可析出_____________，耐磨性比普通冷處理的模具可提高1～8倍。（馬氏體、微細碳化物）

16、預備熱處理的目的是_____________、_____________、消除不良組織和防止白點產生。碳鋼和合金元素含量較低的鋼，預備熱處理采用_____________或_____________；合金元素較多淬透性較好的鋼，可采用_____________或_____________。（降低硬度、細化晶粒；正火、退火；正火高溫回火、完全退火處理）

17、滲碳的主要目的是提高鋼表面含碳量，并通過熱處理獲得高的表面_____________和_____________，提高鋼的抗疲勞性能，而心部仍具有較好的_____________和_____________。（硬度、耐磨性；強度、韌性）

18、鋼的淬火變形有兩種：一種是尺寸變形，即_____________和_____________，而另一種是形狀的變化即_____________和_____________，工件的實際變形是同時兼有這兩種變形。（伸長、收縮；彎曲、翹曲）

19、模具零件的預先熱處理包括退火、正火、調質處理等幾種工藝方法，其最終熱處理主要有_____________和_____________工藝。（淬火、回火）

20、模具鋼中大量的加入元素Ni，其主要作用是確保模具固溶體淬火后，能獲得單一的_____________組織。（馬氏體）

21、高溫回火是一種消除鋼中_____________的方法，并且可消除模具的-_____________，提高韌性，防止開裂。（殘余奧氏體、殘余應力）

22、塑料模具的磨損方式主要為_____________，其次是粘著磨損、腐蝕磨損和疲勞磨損。（磨粒磨損）

23、為了保證模具的使用性能，滲碳型塑料模具鋼的熱處理方式為-_____________、_____________和_____________。（滲碳、淬火、低溫回火）

24、精沖使用的坯料要求具有良好的_____________，否則坯料使用前需經_____________處理。（塑性、退火）

25、拉伸時在兩種性質相近的材料之間易發生_____________。（黏附）

五、簡答

1、退火與正火硬度偏高的預防方法有哪些？

答：（1）適宜的冷卻速度；

（2）嚴格工藝規范，防止加熱溫度過高或過低；

（3）正確選擇等溫退火時的等溫溫度，防止溫度過低；（4）防止出爐溫度過高；

（5）防止裝爐量大時保溫不足。

2、說明模具材料對模具使用性能和壽命的影響。

答：（1）材料的類別

（2）材料的硬度（3）材料的冶金質量（4）材料的熱處理工藝

3、簡述塑料模修理過程中，如何正確尋找模具的故障?

答：（1）仔細分析不良塑件樣品的缺陷；

（2）打開模具，規范的查找和判斷模具的故障；

（3）經全面考慮后選擇正確的修理方法。

4、簡述模具材料的力學性能要求和工藝性能要求。

答：力學性能要求：

（1）耐磨性

（2）韌性

（3）硬度和熱硬性

（4）抗疲勞性能

工藝性能要求：

（1）加工性能

（2）淬透性和淬硬性

（3）氧化、脫碳敏感性

5、簡述冷作模具材料中碳素工具鋼（T10A、T8A）的應用及特點。

答：這是沖模中應用最廣、價格最便宜的材料，適宜形狀簡單的沖模。

其優點是加工性能好，有一定的硬度。

缺點是淬火變形大，耐磨性較差。

熱處理后的硬度為58～62HRC。

6、如何選定冷擠壓凸模的淬火溫度？

答：（1）如采用高溫淬火，在加熱時隨著淬火溫度的升高，合金碳化物不斷溶入奧氏體，從而獲得含碳和合金元素含量較高的馬氏體及大量的殘余奧氏體，通過高溫回火可獲得較高的硬度和抗壓強度；

（2）另一方面，隨著淬火溫度的升高，奧氏體晶粒不斷粗化，導致材料性能下降，尤其是韌性，因此淬火加熱溫度必須很好的選定。

7、簡述低耐熱熱作模具5CrNiMo鋼的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火的加熱溫度為760～780℃，等溫溫度為680℃；

（2）淬火：經600～650℃預熱后加熱到830～860℃油淬；

（3）回火：經490～660℃回火。

8、簡述中耐熱熱作模具H11鋼的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火的加熱溫度為880℃，等溫溫度為750℃；

（2）淬火：不需要預熱，直接加熱到1000～1020℃油淬或分級淬火；

（3）回火：經540～660℃回火。

9、簡述高耐熱熱作模具3Cr2W8V鋼壓鑄模的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火加熱溫度為840～880℃，等溫溫度為720～740℃；

（2）淬火：采用高溫淬火，即1140～1150℃淬火；

（3）回火：采用高溫回火，即650～680℃回火。

10、簡述滲碳型塑料模具鋼（10、20、20Cr等）的熱處理工藝特點。

答：（1）滲碳

（2）一次淬火，溫度為810～850℃

（3）二次淬火，溫度為760～830℃

（3）低溫回火，溫度為200℃左右

11、簡述預硬型塑料模具鋼（P20、40Cr等）的熱處理工藝特點。

答：（1）淬火，溫度為830～880℃，油冷

（2）高溫回火，溫度為450℃左右

12、簡述時效硬化型塑料模具鋼（25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni、PMS、SM2、PCR 等）的熱處理工藝特點。

答：（1）固溶處理：將剛加熱至高溫，使各種合金元素充分融入奧氏體，然后進行淬火處理獲得馬氏體組織；

（2）固溶處理加熱一般在鹽浴爐中進行，而后油冷淬火；

（3）時效處理：是模具達到所需的力學性能。