第一篇：模具壽命與材料(1~4章)復習思考題

第一、二章復習思考題

1、擠壓：將金屬材料放在擠壓模型腔內(nèi)，一端施加強大壓力，材料處于三向受力狀態(tài)下變形而從另一端的模孔中流出，獲得不同形狀的型材或零件。

2、冷、熱、溫變形模具：模具對處于再結晶溫度以下/以上/兩者之間的材料施加壓力使之變形。

3、模具壽命：模具因為磨損或其他形式失效，導致不可修復而報廢之前所加工的產(chǎn)品數(shù)量稱為~。

4、模具服役： 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。

5:、模具損傷：模具在使用過程中，出現(xiàn)尺寸變化或微裂紋，但沒有立即喪失服役能力的狀態(tài)叫模具損傷。

6、模具失效：模具受到損壞，不能通過修復而繼續(xù)服役時叫模具失效。廣義上講，模具失效是指一套模具完全不能再用，生產(chǎn)中一般指模具的主要工作零件不能再用。

7、模具壽命與產(chǎn)品成本的關系：產(chǎn)品成本隨著模具壽命的增加而下降。

8、模具壽命和產(chǎn)品批量的關系：降低產(chǎn)品成本要考慮模具壽命與批量的匹配關系，使模具壽命略大于產(chǎn)品批量。

第三章復習思考題

1、磨損的失效形式；

2、什么叫磨損？

3、什么叫磨損失效？

4、磨損的分類；

5、什么叫磨粒磨損？磨粒磨損的機理是什么？

6、減少磨粒磨損的措施有哪些？

7、什么叫粘著磨損？粘著磨損的機理是什么？

8、粘著磨損分哪幾類？嚴重粘著磨損又有哪幾種？

9、影響粘著磨損的因素有哪些？

10、減少粘著磨損的措施有哪些？

11、疲勞磨損機理；

兩接觸表面相互運動時，在循環(huán)應力（機械應力和熱應力）作用下，使表層金屬脫落的現(xiàn)象。

12、降低疲勞磨損的措施有哪些？

1）合理選擇潤滑劑；2）表面強化處理（如噴丸和滾壓）；

13、什么是氣蝕和沖蝕磨損？

1）氣蝕磨損：金屬表面的氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間高溫和沖擊，使模具表面形成麻點和凹坑的現(xiàn)象。

2）沖蝕磨損：液體和固體顆粒高速落到模具表面，反復沖擊模具表面使材料流失，形成麻點和凹坑。

14、什么是腐蝕磨損？

在摩擦過程中，模具表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學或電化學反應，再加上摩擦力的機械作用引起表面材料流失的現(xiàn)象。分氧化磨損和特殊介質(zhì)磨損兩類。

15、腐蝕磨損機理是什么？

第一階段：發(fā)生化學或電化學反應形成反應物；

第二階段：摩擦作用帶走反應物，裸露出了新的表面，又開始新一輪腐蝕磨損。

16、氧化磨損和特殊介質(zhì)磨損機理？

17、什么是斷裂失效？

模具出現(xiàn)大裂紋或分離為兩部分或數(shù)部分，喪失服役能力時稱為斷裂失效。

18、什么叫脆性斷裂？

模具材料一般為高、中強度鋼，斷裂形式多為脆性斷裂，斷裂時不發(fā)生或發(fā)生很小的塑性變形（＜5%）的斷裂。有一次性斷裂和疲勞斷裂兩類。

19、什么叫一次性斷裂？

模具在承受很大的變形力或沖擊載荷作用下，產(chǎn)生裂紋并迅速擴展所形成的斷裂。有穿晶斷裂和沿晶斷裂兩種。

20、什么叫疲勞斷裂？

指在較低的循環(huán)應力作用下，產(chǎn)生裂紋并緩慢擴展直至發(fā)生斷裂。

21、穿晶斷裂和沿晶斷裂。

1）穿晶斷裂：因拉應力作用沿特定晶面發(fā)生的斷裂（解理斷裂）；模具韌性差，存在表面缺陷并受大的沖擊載荷時易發(fā)生。

2）沿晶斷裂：裂紋沿晶界面擴展直至斷裂。

22、什么叫等強溫度？

在某一溫度時，晶界強度與晶內(nèi)強度相等時，這一溫度叫等強溫度。實際溫度大于等強溫度時，一發(fā)生沿晶斷裂，小于等強溫度時易發(fā)生穿晶斷裂。

23、疲勞斷裂破壞過程。

應力集中---產(chǎn)生裂紋----造成新的應力集中----裂紋擴展------最后斷裂

24、什么叫塑性變形失效？

模具在使用過程中，發(fā)生塑性變形，改變了集合形狀和尺寸，不能修復而再繼續(xù)服役時叫~。

第四章復習思考題

1、模具圓角是如何影響模具加工的？

凸圓角半徑對工藝影響大，而凹的圓角半徑對模具壽命的影響大。

2、導向裝置對模具壽命的影響如何？

采用導向裝置的模具，能保證模具工作零件相對位置精度高，正確配合，間隙均勻，磨損均勻，抗彎、抗偏載荷能力強，模具壽命高。

3、常用設備導向精度如何？

導向精度從高到低一次為：液壓機---注塑機---機械壓力機----

模鍛錘

4、常用設備速度如何？

工作速度從高到低依次為：高速錘----模鍛錘----螺旋壓力機---機械壓力機----液壓機

5、沖裁時沖裁力與壓力機噸位關系如何？

普通沖裁：沖裁力=80%壓力機噸位

精密沖裁：沖裁力=50%壓力機噸位

6、模具材料有哪些使用性能和工藝性能？

1）使用性能：強度、沖擊韌度（性）、耐磨性、硬度、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性。

2）工藝性能：鍛造工藝性、切削加工性能、熱處理工藝性能和淬透性。

7、強度、硬度、韌性和塑性之間關系如何？

一般來說，強度高則硬度高，但韌性下降；強度硬度高則塑性差。

8、鍛造工序有哪些？

鐓粗、拔長、心軸擴孔、鼓形滾圓、端面平整

9、電加工有哪些工藝？

電火花、電火花線切割、電解

10、電加工時變質(zhì)層由哪幾個部分組成？

附著碳素物質(zhì)層、蒸發(fā)熔融轉化層、熔融殘余層、熱變質(zhì)層

11、什么叫過燒和過熱？

過熱：由于加熱溫度過高或高溫加熱時間過長，引起晶粒粗化的現(xiàn)象。可以通過重新淬火消除、補救。

過燒：加熱溫度遠遠高于正常溫度，以致晶界熔化和氧化的現(xiàn)象，出現(xiàn)過燒的材料直接報廢。

12、什么是黑色斷口？有什么影響？如何消除？

1）高碳工具鋼石墨化的特征缺陷；

2）出現(xiàn)黑色斷口的鋼淬火時硬度不均勻并產(chǎn)生裂紋；

3）熱處理難以消除，必須重新鍛造。

13、何謂現(xiàn)場維護和非現(xiàn)場維護？

14、熱加工模具為何要進行預熱？

15、何謂超前修模？為什么要超前修模？

第二篇：模具壽命及材料作業(yè)

模具壽命及材料作業(yè)

一、名詞解釋

1、模具壽命

2、模具服役

3、模具磨損失效

4、模具斷裂失效

5、模具損傷

6、模具失效

二、問答題

1、要使產(chǎn)品的成本v下降為什么要考慮產(chǎn)品批量與模具壽命的匹配關系？

2、為什么平面應變的塑性區(qū)小于平面應力狀態(tài)？那種受力狀態(tài)容易斷裂？為什么？

3、影響模具壽命的基本因素有哪些？其中最主要的因素是什么？為什么該因素是主要因素？

4、試述合金元素在鋼中的主要作用。

5、cr12型鋼適應制作什么模具？為什么要進行鍛造加工？其最終熱處理工藝有幾種？為什么要進行多次回火？ 6、3cr2w8v屬何鋼種？有什么特性？如制作壓鑄模、精鍛模、其熱處理工藝有什么不同？為什么？

7、為什么馬氏體時效鋼具有優(yōu)異的強韌結合？某熱作模具的服役溫度為550。C，？為什么？

8、試分析5CrMnMo;5CrNiMo鋼的合金化，熱處理工藝特點，為什么具有高韌性和低耐熱性，上述兩種鋼適應制作什么模具？

9、鋼結合金和硬質(zhì)合金有什么共同點與不同點？其主要性能、特點如何？適應制作什么模具？在什么情況下才采用？

10、Bi-Sn 低熔點合金適應制作什么模具？有什么優(yōu)缺點？

11、模具表面化學熱處理強化和表面鍍覆強化有什么區(qū)別？

12、Zn-Al22合金適應制作什么模具？成型后的熱處理起什么作用？

13、簡述沖裁模、拉深模、錘鍛模的主要失效形式及提高壽命的主要措施？

14、要使我國的模具制造技術趕超國際先進水平，應從那些方面努力？

三、計算題

用探傷手段測得模具內(nèi)有2.4mm的裂紋（I型）若材料的應力強度K1C為1600N*mm-3/2，求模具能承受的最大應力。如模具在600MPa的應力下工作，裂紋的平均擴展速率為2*10-3 mm/件，求模具剩余壽命。

模具壽命與失效習題（1）2011.3 一、單項 選擇題 ：在每小題的備 選答案中選出 一個正確 答 案，并將正確答案的 代碼填在題于 上的 括號 內(nèi)。(每題 2 分，本大題 共 30 分)1.氣蝕磨損和沖蝕磨損是疲勞磨損的一種派生形式，易在（D）和壓鑄模中修復出現(xiàn)。(P22)A、沖裁模 B、熱鍛模 C、擠壓模 D、注塑模

2.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，而不能通過修復繼續(xù)服役的現(xiàn) 象稱為（B）。(P23)B、塑性變形失效 C、磨損失效 D、斷裂失效

A、過量彈性變形失效

3.斷口的宏觀特征為斷口截面尺寸減小，有縮頸現(xiàn)象，這種斷裂稱為（A）。(P24)A、韌性斷裂 B、脆性斷裂 C、沿晶斷裂 D、穿晶斷裂

4.冷拉深模的失形式主要是（C）。(P30)A、磨粒磨損 B、疲勞磨損 C、粘著磨損和磨粒磨損 D、沖蝕磨損

5.金屬壞料的流動方向與凸模的運動方向相反的擠壓為（B）。(P31)A、正擠壓 B、反擠壓 C、復合擠壓 D、徑向擠壓

6.斷口的宏觀分析是用肉眼、（A）或低倍立體顯微鏡觀察和分析斷口的形貌。(P40)A、放大鏡 B、掃描電子顯微鏡 C、透射電子顯微鏡 D、電子探針

7.磨粒磨損的主要特征是摩擦表面上有（B）。(P17)A、金屬轉移 B、擦傷、劃痕 C、麻點、凹坑 D、貝殼狀凹坑

8.模具經(jīng)大量生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或均勻磨損或疲勞而不能繼續(xù)服役時，稱為模具的（A）。A、正常失效 B、早期失效 C、誤用失效 D、磨損失效(P11)

9.按經(jīng)濟法觀點，誤用失效的責任應由模具（D）承擔責任。(P16)A、制造者 B、保管者 C、運輸者 D、使用者

10.模具的表面損傷主要包括（C）、接觸疲勞、表面腐蝕等。(P16)A、表面氧化 B、表面突起 C、表面磨損 D、表面粗焅

11.發(fā)生粘著磨損，致使摩擦副之間不能相對運動的現(xiàn)象稱為（D）。(P19)A、涂抹 B、擦傷 C、撕脫 D、咬死

12.在 成 型 過 程 中，材 料兩 向 受 壓，一 向 受拉，通 過 模 具 的 模 孔 而成 型，獲 得 所 需 形 狀 尺寸 的型 材、毛坯或零件。這種工藝稱為（C）。(P5)A、擠壓 B、沖壓 C、拉拔 D、壓鑄

13.在再結晶溫度以下使材料發(fā)生變形的模具稱為（C）。(P5)A、冷作模具 B、熱作模具 C、冷變形模具 D、熱變形模具

14.工 件 表 面 的 硬突 出 物或 外 來 硬 質(zhì) 顆 粒 存在 于工 件 與 模 具 接 觸 表面 之間，刮 擦 模 具 表 面，引起 模具材料表面脫落的現(xiàn)象稱為（A）。(P17)A、磨粒磨損 B、粘著磨損 C、腐蝕磨損 D、氧化磨損

15.一般情況下，塑料注射模的溫度變化較急劇，易產(chǎn)生（D）。A、氧化 B、脫碳 C、蠕變 D、熱疲勞裂紋

填空題： 每空2 本大題共20 20分 二、填空題：(每空2分，本大題共20分)1.冷變形模具工作時，被加工材料會產(chǎn)生，使塑性變形抗力增大。

2.兩接觸表面相互運動時，在 循環(huán) 應力的作用下，使表層金屬疲勞脫落的現(xiàn)象稱為疲勞磨損或 麻點磨損。(P21)3.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，則磨粒磨損量越 大。(P18)4.模具材料和工件材料硬度相差越，則粘著磨損越小。

5.發(fā)生疲勞斷裂時，韌性材料斷口具有 纖維狀 特征，脆性材料斷口具有 結晶狀 特征。(P27)6.壓鑄銅合金模具使用壽命遠 低于 壓鑄鋁合金。(P36)7.當塑料模具熱處理時，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 體將轉變?yōu)椋瑥亩a(chǎn)生相變內(nèi)應力，這也是引起模具開裂的因素。模具失效。(P10)

8.模具受到損壞，不能通過修復而繼續(xù)服役時稱為

9.影響模具壽命的內(nèi)在因素主要指模具的結構，模具的 材料 和模具的加工工藝。(P10)

40）

三、簡答題：（每小題 8 分，本大共 40）簡答題： 1.簡述疲勞磨損的特點。(P21)答 ： 疲勞磨損裂紋一般產(chǎn)生在金屬的表面和亞表面內(nèi)，裂紋擴展的方向平行于表面，或與表 面成10°～30°的角度，只限于在表面層內(nèi)擴展。疲勞磨損沒有一個明顯的疲勞極限，壽命波動很大。疲勞磨損除受循環(huán)應力作用外，還要經(jīng)受復雜的摩擦過程，可能會引起 表面層一系列物理化學變化以及各種力學性能與物理性能變化等，所以工作環(huán)境比整體 疲勞更復雜更惡劣。

2.簡述模具失效分析的意義。(P38)答： 對模具進行失效分析的主要目的是為了避免或減少同類失效現(xiàn)象的重復發(fā)生，延長模具 的使用壽命，以利提高經(jīng)濟效益。、、模具失效分析的任務就是判斷模具失效的性質(zhì)，分析模具失效的原因，并提出防止或延遲模具失效的具體措施。

3.簡述磨損對塑性變形的促進作用。(P28)答：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力而產(chǎn) 生塑性變形。

4.簡述錘鍛模的基本失效形式。(P33)答： 錘鍛橫基本失效形式有:

型腔部分的模壁斷裂、型腔表面熱疲勞、塑性變形、磨損及錘鍛模燕尾的開裂.5.簡述金相顯微鏡觀測在失效分析中的作用。(P42)答： 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 或 工 藝 路 線 不 當 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，尤其是裂紋擴展方式(穿晶或沿晶)，都可從金相檢驗得到可靠的信息。

四、問答題(10 分)1.計論壓力鑄造的工作條件及壓鑄鋁合金時模具的失效形式。(P36)答：（1）壓力鑄造模(簡稱壓鑄模)是在壓鑄機上用來壓鑄金屬鑄件的成型模具。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 腔表面進行冷卻、潤滑，使模具承受頻繁的急熱、急冷作用。（2）鋁合金制件的壓鑄模失效形式主要是粘模、侵蝕、熱疲勞和磨損。當模具型腔結構 復雜并存在應力集中時，模具也會在熱負荷和機械負荷的共同作用下出現(xiàn)斷裂失效。

模具壽命與失效習題（2）2011.3 一、單項選擇 題 ：在每小題 的備選答案中 選出一個 正確答案，并將正確答 案的代碼填在 題于上的 括號 內(nèi)。(每題 2 分，本大題 共 20 分)1.利用扭轉實驗可以測定材料的（D）。(P61)A、彈性極限σe B、屈服極限σs C、延伸率δ D、切變模量 G

2.材料抵抗彈性變形的能力稱為（C）。(P61)A、強度 B、硬度 C、剛度 D、韌度

3.材料產(chǎn)生塑性變形能力的衡量批標是（D）。(P61)A、抗拉強度σb B、屈服強度σs C、斷裂韌度 KIc D、延伸率δ

4.洛氏硬度試驗的優(yōu)點是（C），可對工件直接進行檢驗。(P69)A、壓痕大 B、操作麻煩 C、操作簡便 D、重復性高

5.試驗表明，沖擊能量高時，材料的多次沖擊抗力主要取決于（D）。(P74)A、強度 B、硬度 C、剛度 D、塑性

6.屬于材料工藝性能的是（C）。(P101)A、耐磨性 B、耐熱性 C、淬透性 D、沖擊韌性

7.在高碳鋼中，回火馬氏體的斷裂韌度低于（）。(P)A、下貝氏體 B、上貝氏體 C、滲碳體 D、菜氏體

8.金屬材料的彈性模量 E 和切變模量 G 主要受溫度和材料（B）的影響。(P45)A、合金化 B、截面形狀和尺寸 C、冷變形 D、熱變形

9.在高溫下，材料保持其組織、性能穩(wěn)定的能力稱為（）。(P)A、熱穩(wěn)定性 B、耐熱疲勞性 C、高溫強度 D、熱硬性

10.熱處理加熱溫度過低容易產(chǎn)生的缺點是（B）。(P111)A、硬度過高 B、硬度不足 C、淬火裂紋 D、氧化、脫碳

填空題： 每空2 本大題共20 20分 二、填空題：(每空2分，本大題共20分)1.彈 性模 量 E 表 示材 料受 拉 伸作 用，內(nèi) 部為 拉應 力 時，產(chǎn) 生 單 位正 應變 所 需正 應力 的 大小。(P44)2.造成疲勞斷裂的根本原因是循環(huán)應力中的 交變應力。分量 σ а(P53)

3.材料發(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)生的應力值大于材 料 屈服點 的應力值。(P45)4

4.整體式的模具不可避免地存在凹圓角半徑，易造成 應力集中，并引起開裂。(P84)5.受載模具的應力狀態(tài)軟性系數(shù) α 值越大，表示應力狀態(tài)越軟，材料發(fā)生 韌性 斷裂的傾向越大。(P47)6.強度較低，內(nèi)部又有許多缺陷的灰鑄鐵，其疲勞缺口敏感度 7.采用可靠的導向裝置是保證模具 剛度 的重要措施。(P87)8.在其他條件相同的情況下，沖壓設備速度越高，模具壽命越 下降。(P93)9.熱處理工藝不當，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 等，都會 使模具零件產(chǎn)生脆性。(P112)10.引起磨 削加 工缺陷 的主 要原 因有： 磨削量 織不匹配，冷卻不利。(P108)太大，砂輪 太鈍； 砂輪 磨粒 粗細與 工件材料組。

三、名詞解釋 ：（每小題 5 分，本大共 10 分）1.組合式模具(P84)解： 組 合 式模 具 是把 模具 在 應 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 力 集 中和 裂 紋的 產(chǎn) 生。

2.過熱(P110)解：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。

四、簡答題 ：(每小題 8 分，本大題共 40 分)1.簡述布氏硬度的優(yōu)點及應用。(P68)答 ： 布氏硬度試驗的優(yōu)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 一優(yōu)點是試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復性高。

2.簡述馬氏體的類型和亞結構對材料斷裂韌度的影響。（P96）答：板 條 馬 氏 體主 要 是位 錯 亞 結構，具 有 較高的 強 度 和塑 性，裂 紋擴展 阻 力 較大，呈 韌 性斷

裂，因 而 斷裂 韌 度較 高；針 狀 馬 氏體 主 要是 孿晶 亞 結 構，硬 度 高而 脆性 大，裂 紋擴 展 阻 力 小，呈準 解 理或 解 理斷 裂，因而 斷 裂韌 度 較低。5

3.簡述降低應力磨粒磨損的主要措施。（P57）答 ： 在低應力磨粒磨損條件下，材料的磨損量與接觸壓力成正比，與材料的硬度成反比。這

要求模具鋼具有高的硬度和耐磨性，應提高鋼中碳和合金元素的含量，并經(jīng)過適當?shù)臒?處理，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。

4.簡述模塊采用鍛造工藝的目的。(P103)答： 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。

5.簡述磨削加工質(zhì)量對模具零件性能的影響。(P108)答：在 磨 削 過 程 中，由于 局 部 摩擦 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 力，造 成 對零 件 力 學性 能 的影 響，甚 至 成 為導 致 零件 失 效的 原 因。

五、問答題(10 分)1.產(chǎn)生熱處理裂紋的原因有哪些？(P110)答：模具預處理組織不良、碳化物偏析嚴重、冷加工應力過大、淬火操作不當、模具本身形狀

復雜薄厚不均等，都可能導致產(chǎn)生淬火裂紋。淬火裂紋將使模具報廢，不易發(fā)現(xiàn)的裂紋將引起摸具的早期斷裂。常見的裂紋有縱向裂紋、橫向裂紋和表面裂紋。

模具壽命與失效習題（3）2011.3 填空題： 每空2 本大題共30 30分 一、填空題：(每空2分，本大題共30分)1.激光表面處理的目的是改變工件及化學成分和 顯微結構，從而提高工件的表面性能。（P195）2.冷作模具在工件時，一般承受較大的沖擊載荷和擠壓力，刃口或作表面產(chǎn)生劇烈的摩擦和。

3.高 碳 低 合 金 冷 作 模 具 鋼 一 般 采 用 淬 火 + 低 溫 回 火 處 理，獲 得 回 火 馬 氏 體 基 體，彌 散 分 布 少 量。這種組織強度高、韌性好，有一定的耐磨損性能。中，在工 件表 面發(fā) 生一 系列 物理 和化 學反 應，取出 冷

4.熱浸 鍍是 將工 件浸 在熔 觸的 液態(tài) 金屬

卻后表面形成所需的金屬鍍層。（P187）5.火焰線材噴涂法由于熔觸微粒所攜帶的熱量不足，致使涂層與工件表面以 機械 結合為主，一 般結合強度 偏低。（P193）6.鈷結硬質(zhì)合金的成分主要由碳化鎢、碳化鈦為 硬質(zhì)相，以 金屬鈷 為粘結相構成。（P163）7.熱作模具鋼除一般要求好的室溫強韌性外，還應具有一系列高溫性能，如高溫強度、熱疲勞抗力、抗氧化性和抗熱熔損性能。8.對 塑料 模具鋼的性能要求是：熱處理工藝簡便，熱處理變形小或不變形，預硬狀態(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。（P128）9.在 65Nb 中，鈮的作用之一是能生成穩(wěn)定的 65NbC、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。（P134）10.電 鍍是 指在 直 流的 作用 下，電 解 液中 的 金 屬 離 子 還原 沉積 在 金屬 表面 而 形成 一 定性 能的 金 屬鍍層的過程。（P184）11.模具在滲氮前一般要進行 以獲得 組織。、12.電刷鍍工藝靈活，操作方便，不受鍍件形狀、尺寸、材質(zhì)和位置的限制。（P186）

二、名詞解釋 ：（每小題 5 分，本大共 20 分）1.粉末高速鋼 答：

2.電刷鍍（P185）答 ： 電刷鍍是在可導電工件(或模具)表面需要鍍覆的部位快速沉積金屬鍍層的新技術。

3.物理氣相沉積(P191)答：物理氣相沉積是用物理方法把欲涂覆物質(zhì)沉積在工件表面上形成膜的過程，通常稱為

PVD(Physical Vapour Deposition)法。4.滲碳(P175)答 ： 滲 碳 是 把 鋼 件 置 于 含 有 活 性 碳 的 介 質(zhì) 中，加 熱 到 850一 950℃，保 溫 一 定 時 間，使 碳

原子滲入鋼件表面的化學熱處理工藝。工件經(jīng)滲碳后其表面硬度和耐磨性大大提高，同時由于心部和表面的碳含量不同，硬化后的表面獲得有利的殘余壓應力，從而進一步提高滲碳工件的彎曲疲勞強度和 接觸疲勞強度。

三、簡答題（每小 題 8 分、本大題 40 分）1.簡述 GM 鋼的特點及應用范圍。(P138)答 ： 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 制作 精 密、高 效、耐 磨 模具(如 沖 裁、冷 擠、冷 鐓、冷剪和高強度蠊栓滾絲輪)的理想材料。

2.簡述粉末燒結模具材料。(P129)答 ：粉末燒結模具材料是應用粉末冶金的方法制得的。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。主要應用于拉絲、冷鐓、冷沖、冷擠壓等模具，可適應 高強度、高壓力負荷、高摩擦、有腐蝕介質(zhì)及高溫工作條件。3.簡述鍍鉻的優(yōu)點及應用。(P184)答：電鍍鉻 鍍 鉻層 有良 好 的 耐蝕 性。根 據(jù)鍍液 成 分 和工 藝 條件 的 不同，鍍鉻 層 的硬 度 可在 400

— 1200HV內(nèi) 變 化。在 低 于 500℃ 下 力 Ⅱ 熱，對 鍍 鉻 層 的 硬 度 無 影 響。鍍鉻 層 的 摩 擦 系 數(shù) 低，尤 其 是 干摩 擦 系數(shù) 是 所有 金 屬 中最 低 的，因 此有 很 好 的耐 磨 性。① 防 護、裝 飾性 鍍鉻 層 厚 度為 o.5μ m，廣 泛 用 于汽 車、白 行 車、鐘 表、日 用 五金 等。

②鍍硬鉻

硬度高，摩擦系數(shù)低，耐磨性好，耐蝕性好且鍍層光亮，與基體結合力較強，可用作冷作模具和塑料模具的表面防護層，以改善其表面性能。鍍層的厚度達0.3-0.5mm，可用于尺寸超差模具的修復。鍍硬鉻是在模具上應用較多的表面涂鍍工藝。③松孔鍍 鉻 若 采 用松孔鍍鉻，使 鍍層表 面產(chǎn)生許多微細 溝槽和 小孔以便吸附、儲存潤

滑油，這種鍍層具有良好的減摩性和抗粘著能力。例如，在3Cr2W8V鋼制壓鑄模的型腔表 面鍍上0.025mm厚的多孔性鉻層，可提高使用壽命1倍左右。8

4.如何提高冷作模具材料的耐磨性？(P123)答 ： ②耐磨性

耐磨性是冷作模具鋼基本性能要求，除影響模具使用壽命外，還影響產(chǎn)品匪 的尺寸精度和表面粗糙度。影響耐磨性的因素很復雜，對于一定條件下工作的冷模具鋼而言，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小合金碳化物。因此 含 Cr、W、Mo 和 V 等合金元素的高碳鋼，熱處理后有高的耐磨損性能。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。少量 殘余 奧氏 體的 存在(<10％)匪 對耐磨

性沒有什么影響，甚至是有益的。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。

5.簡述激光非晶化及其優(yōu)點。(P195)答 ： 激光非晶化

激光非晶化是利用激光使工件表面熔化及快速冷卻的工藝方法，在工件表

面上形成厚度為1-10 μ m 的玻璃態(tài)非晶化組織，這種非晶組織具有高強度、高韌性和高的 耐磨性。

四、問答題（10 分）1.試述新型塑料模具鋼的種類及用途。（P129）答： 根據(jù)化學成分和特殊性能，新型塑料模具鋼 可分為：

① 預硬調(diào)質(zhì)型

718鋼可視為P20鋼的改良型。H13鋼是典型熱作模具鋼。

這類鋼廣泛用于制造大、中型精密注塑模。② 預硬易切削型 屬于此類型鋼的有5NiSCa、SMl和8Cr2S等。

這類預硬易切削塑料模具鋼適用于大、中型注塑模的制造。③ 時效硬化型 屬于此類鋼的有25CrM3MoAl、PMS、SM2和06Cr聞6MoVTiAl鋼等。

這類鋼很適于制作高精度塑料模，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。

適用于需要重復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。

第三篇：模具壽命與材料試卷與答案

部分答案

1、簡述模具材料對模具壽命的影響，總結模具選材的主要原則。答：1）從模具的使用來看，根據(jù)模具的工作狀況，選用具有適當?shù)膹姸群晚g性匹配的模具，從而使模具壽命最高；通過適當?shù)責崽幚砼c表面處理，使模具內(nèi)部韌性高、模具表面強度高和耐磨性高，能有效地提高模具的整體性能及壽命。2）主要原則：

（1）使用性能足夠；（2）工藝性能良好；（3）供應上能保證；（4）經(jīng)濟性合理。

2、改進和優(yōu)化模具結構設計的基本作用是什么? 舉例說明其對模具壽命的影響？

3、分析拉深模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用? 答： 1）工作條件：拉深模具主要用于金屬板料的拉深成形，拉深過程中模具的受力狀態(tài)如課本圖 7-8 所示。拉深載荷通過凸模圓角部位傳給工件，工件外面部分通過凹模端面與壓邊圈之間向內(nèi)流動。成形過程中，工件給凸模圓角半徑部分壓力F＇4，及摩擦力F4，給凹模圓角半徑壓力F＇3及摩擦力F3，給壓力圈壓力F＇1和摩擦力F1，給凹模端面壓力F＇2和摩擦力F2.2）主要失效形式：拉深模凸模、凹模和壓邊圈工作部分沒有鋒利的尖角，模具零件受力不像沖裁模那樣局限在很小范圍內(nèi)，同時凸凹模間隙一般都比板材厚度大，模具較少出現(xiàn)斷裂和塑形變形失效。但拉深模工作時，板材與凹模和壓邊圈產(chǎn)生相對運動，存在很大的摩擦，因此拉深模的主要失效形式為磨損，在磨損形式及機理上，主要表現(xiàn)為粘著磨損。3）

4）材料的選用：根據(jù)坯料材質(zhì)的不同，選用與其親和力小的模具材料。一般來說，坯料為鋼板，模具材料應選用有色金屬，反之，坯料為有色金屬，模具材料則選用鋼和鐵。（1）對于圓形件，小批量，可選T8/T10/45鋼：（2）對于中批量的中小件，選MnCrW、crWV;（3）對于形狀不規(guī)則的中小件，選Cr12MoV；（4）對于小件大批量，選硬質(zhì)合金；

（5）對于大型拉延模、汽車覆蓋件模，可選鑄鐵。

4、選擇錘鍛模具材料和確定其工作硬度的依據(jù)是什么?

p142

5、從工藝性能和承載能力角度判斷下列鋼號屬于哪類冷作模具鋼： 7Cr7Mo2V2Si（LD1鋼）、Crl2MoV（高耐磨鋼）、Cr4W2MoV（高碳中鉻鋼）、GCrl5（高碳低合金鋼）、9Crl8（耐蝕冷作模具鋼）、W6Mo5Cr4V2（高速鋼）、5Cr4Mo3SiMnVAl（基體鋼——012Al鋼）、6CrNiSiMnMoV（GD鋼——高韌性低合金鋼）、9Cr6W3Mo2V2（GM鋼）、65Cr4W3Mo2VNb（基體鋼——65Nb鋼）。

6、選擇塑料模具材料的依據(jù)有哪些? 請為下列工作條件下的塑料模具選用材料。(1)高耐磨、高精度、型腔復雜的塑料模具；(2)耐腐蝕、高精度塑料模具。

7、針對型腔復雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，選材時主要考慮哪些因素？現(xiàn)有T12A和3Cr2Mo（P20）兩種材料，請選擇最合適的材料，并說明理由？ 參考答案： 1）考慮因素：

（1）首先滿足材料的使用性能足夠原則；

（2）考慮材料的工藝性能：如型腔的加工性能；（3）防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形； 2）合適材料是3Cr2Mo（P20）鋼。

3Cr2Mo（P20）鋼是預硬型塑料模具鋼。該鋼預先經(jīng)過了預硬化處理（調(diào)質(zhì)處理），具有較好的綜合力學性能和加工性能，保證了模具的精度和使用性能要求，加工后直接使用，不需要再進行熱處理。

T12A鋼屬高碳工具鋼，因硬度高、需球化退火才能加工，加工后需進行熱處理，由于模具型腔復雜，易產(chǎn)生淬火變形，不適合制作此類模具。

8、選擇壓鑄模具材料的主要依據(jù)有哪些? 答：根據(jù)壓鑄摸具的工作條件、性能要求、失效形式和模具要求、預期壽命進行選擇： 1）工作條件（2分）

模具溫升高和反復加熱和冷卻作用：工作時與高溫液態(tài)金屬接觸，受熱時間長，受熱溫度高(壓鑄有色金屬時,溫度達400-800℃；壓鑄黑色金屬時,溫度可達1000℃以上)；高的壓力(20-120MPa)及金屬液流的高速沖刷作用；

2）主要失效形式：熱疲勞開裂、熱磨損和熱熔蝕。低溫合金壓鑄，以磨損失效為主（2分）3）主要性能要求：（2分）

(1)較高的耐熱性和良好的高溫力學性能；(2)優(yōu)良的耐冷熱疲勞性和高的導熱性；(3)良好的抗氧化性和耐蝕性；(4)較高的淬透性。4）常用的壓鑄模用鋼（4分）

以鎢系、鉻系、鉻鉬系熱作模具鋼為主。要求不高時，可用合金工具鋼或合金結構鋼，如40Cr、4CrSi、30CrMnSi、4CrW2Si、5CrW2Si、5CrNiMo、5CrMnMo；要求較高時，采用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl、4Cr5W2VSi、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNbB、3Cr3Mo3W2V、3Cr2W8V鋼等，其中4Cr5MoSiVl、3Cr2W8V、4CrSMo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNbB鋼是壓鑄模常用鋼

9、分析厚板沖裁模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用? 某接觸簧片級進模具凸模用W6Mo5Cr4V2鋼制造，壽命只有1000件左右，且主要表現(xiàn)為脆斷，請給出改進措施？

答：1）工作條件：

沖裁模具的工作部位是刃口。沖裁時，刃口受到彎曲和剪切的作用，還要受到?jīng)_擊。同時，板料與刃口部位產(chǎn)生強烈的摩擦。2）主要失效形式：

沖裁模具的主要失效形式是刃口磨損。有時存在不均勻磨損和凸模折斷、凹模局部掉塊現(xiàn)象。3）性能要求

高的硬度和耐磨性，足夠的抗壓、抗彎強度；對于厚板(板厚>1.5mm)，還應具有良好的強韌性；

4）材料選用：選材主要考慮材料的強韌性和高耐磨性。（1）對小批量生產(chǎn)，選T8A、9SiCr、5CrW2Si等鋼種；

（2）對大批量生產(chǎn)，選用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2鋼制作凸模，用Crl2MoV或Crl2Mo1V1鋼制作凹模；

（3）當傳統(tǒng)鋼種韌性不足，易斷裂時，可選用新型模具鋼，如LD、65Nb、012Al、GD、CH-1等鋼種。

5）改進措施：用W6Mo5Cr4V2鋼制造，發(fā)生斷裂，說明材料的韌性不足。（1）選用新型模具鋼，如GD等改善韌性；

（2）熱處理工藝采用低溫淬火、分級淬火、等溫淬火，提高韌性；（3）采用韌性較好的材料，輔以表面處理技術如滲硼、滲金屬等。

10、模具表面處理的目的是什么? 模具表面處理常用的方法有哪些? 某M8螺帽冷作模具，選Cr12鋼制造，采用常規(guī)淬火、回火工藝處理，使用壽命只有3 000次左右，且發(fā)現(xiàn)模具型腔表面磨損嚴重，有粘模現(xiàn)象，請?zhí)岢龈倪M措施

11、何謂時效硬化型塑料模具鋼? 簡述其性能及應用特點? 答：時效硬化型塑料模具鋼是指一類低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蝕塑料模具用鋼。這類鋼經(jīng)固溶處理+失效處理后，具有高的強度、硬度，高的抗腐蝕性和高的加工精度。常用鋼種：

① 25CrNi3MoAl：屬低碳低鎳時效硬化型塑料模具鋼，我國自行研制開發(fā)，主要特點是：鋼中碳和鎳含量低，價格遠低于馬氏體時效鋼，適用普通和高精密和各種塑料模具.②18Ni類鋼：屬低碳馬氏體時效型模具鋼，%C極低,目的是為改善鋼的韌性。依據(jù)屈服強度可分為1400，1700，2100MPa三個級別。

18Ni類鋼主要用于制作精度高、超鏡面、型腔復雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具

③ 06Ni6CrMoVTiAl（06鋼）和10Ni3CuAlMoS(PMS)屬新型塑料模具鋼，具有良好的加工性能和綜合力學性能，制品表面粗糙度低，應用越來越廣泛。熱處理工藝特點及應用： 分兩個步驟，1)固溶處理，將鋼加熱至高溫，使合金元素充分溶入奧氏體； 2)時效處理，使模具達到所需的力學性能。①碳含量低、合金元素含量較高，經(jīng)固溶處理后為單一組織的過飽和固溶體，處于軟化狀態(tài)。②較低溫度時效處理后，固溶體中能析出細小彌散的金屬化合物，使模具鋼的強度和硬度大大提高，此過程中，尺寸和形狀變化極小。③拋光性和表面刻蝕性良好。

應用：適合制作強度和韌性、尺寸精度、表面粗糙度和耐磨性都要求較高的塑料模具，以及透明塑料模具等。

12、模具表面處理的目的是什么? 模具表面處理常用的方法有哪些? 某鎢合金熱擠壓模具，用傳統(tǒng)工具鋼制造，擠壓溫度在1320℃以上時，只能進行1次作業(yè)，模具被嚴重磨損，且擠壓材料因表面被合金化而變質(zhì)，請給出改進措施？

13、選擇塑料模具材料的依據(jù)有哪些? 請為下列工作條件下的塑料模具選用材料：(1)形狀簡單，精度要求低、批量不大的塑料注射模具；(2)大型、復雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射模具。對某些高速成型的塑料制品模具，工作時模具表面的工作溫度短時間內(nèi)會達到400℃，請選擇模具材料，說明原因？ 6、13題第1問

答：

1、根據(jù)模具服役條件和質(zhì)量要求選擇模具材料

（1）模具型腔表面要求高硬度、耐磨，而心部具有較好韌性的塑料模具，可選用滲碳型塑料模具鋼制造。如尺寸較小且型腔不太復雜時，可選用淬透性相對較小的滲碳型塑料模具鋼，如20、20Cr鋼等；對于尺寸較大、型腔復雜的塑料模具，可以選用淬透性較好的滲碳型塑料模具鋼，如12CrNi3A、12CrNi4A等。

（2）模具型腔復雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，為防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形，保證模具的精度和使用性能，選用預硬型塑料模具鋼。如40Cr、3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1鋼等。

（3）以玻璃纖維做填充劑的注射模具，要求較高的硬度、耐磨性、抗壓強度、韌性、拋光性和電加工等綜合行能，為防止模具型腔表面過早磨損或局部變形，可選用整體淬硬型塑料模具鋼，如T8A、T10A、9SiCr、CrWMn、Cr12V1和Cr12Mo等，也可選用25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni6CrMoVTiAl（06 Ni鋼）等時效硬化鋼。（4）聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃樹脂等為原料的塑料制品，成型過程中會分解出腐蝕性氣體，對模具產(chǎn)生腐蝕性作用，可選用耐蝕性塑料模具鋼。常用的有 9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等；也可選用普通材料制作模具，再進行鍍鉻或其他耐腐蝕的表面處理。

（5）要求型腔表面粗糙度低、光亮度高、尺寸和形狀精度高、型腔復雜，以及具有鏡面拋光性和高耐磨性要求的透明制品塑料模具，如汽車燈罩、汽車儀表盤、電視機、電話機外殼等，選用能獲得高硬度的超純凈鋼。PMS、06Ni和18 Ni等時效硬化鋼是較理想的材料，預硬化型鋼P20系列、5NiSCa和8Cr2S等，鏡面拋光性中等，也可選用。

（6）高速成型的塑料制品，其模具表面的工作溫度短時間內(nèi)會超過400℃。為保證模具的使用精度，防止塑料制件在脫模后由于溫度過高而變形，模具材料應該具有良好的導熱性能，可選用鈹青銅或高強度鋁合金來制造。

（7）塑料制件形狀越復雜，模具型腔的加工越困難,須選用加工性能好和熱處理變形小的模具材料；塑料制件越大，型腔的切削加工量也越大，切削力也大，此時模具材料最好選用易切削鋼；塑料制件較小時，模具型腔體積小，切削量和切削力通常也較小，所以小型模具往往可以選用預硬化型塑料模具鋼。

（8）若要求塑料模具的交貨時間越短越好，采用鑄造尤其是精密鑄造方法制造塑料模是縮短加工周期的好方法，此時可選用特別適合于精鑄成型的鋁合金或鋅合金。對于鋼制塑料模，若選用易切削預硬化鋼，也可以大大縮短制模周期。

2、根據(jù)塑料制品的生產(chǎn)批量選擇模具材料

（1）生產(chǎn)批量較小時，為降低模具造價，可選用較普通的材料，如鋁合金、鋅合金、碳素鋼及合金結構鋼等來制造模具；

（2）生產(chǎn)批量較大時，應根據(jù)模具工作條件和對模具質(zhì)量的要求來選材，一般選用高級優(yōu)質(zhì)的塑料模具鋼。6、13題第2問

具體選材依據(jù)（4分）

(1)形狀簡單，精度要求低、批量不大的塑料模；選普通材料如碳素鋼或合金鋼等，例45，40Cr(2)高耐磨、高精度、型腔復雜的塑料模；選用預硬型塑料模具鋼。如3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1鋼等

(3)大型、復雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射摸；選PMS、06Ni和18 Ni等時效硬化鋼或預硬化型鋼P20系列。

(4)耐蝕、高精度塑料模具；常用9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等；也可選用普通材料制作模具，再進行鍍鉻或其他耐腐蝕的表面處理。10、12題第1問

模具主要依靠型腔表面進行工作，模具的失效80％以上為表面損傷，如磨損、疲勞、腐蝕等。

對模具型腔表面進行處理，可以提高其表面硬度，改變表層化學成分和組織，因而，可以提高其耐磨性、抗粘附性、疲勞抗力和耐腐蝕性等。不僅可以有效地延長模具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，而且還能提高被加工件的表面質(zhì)量。

表面處理方法很多，用于各類模具都有很好的效果，常用的表面處理方法主要是化學熱處理和表面覆蓋技術 10、12題第2問

例1：M8螺帽模具，選Crl2鋼。

采用常規(guī)淬火、回火工藝，使用壽命只有3 000多次； 經(jīng)固體滲硼處理后壽命為25 000-30000次；

在滲硼的基礎上進行離子滲硫處理，壽命達到100000次，且克服了粘模現(xiàn)象。

例1：加工高熔點金屬的熱擠壓模，當擠壓溫度在1320℃以上時只能進行一次作業(yè)；噴涂0.5-1.0mm的氧化鋁涂層后，擠壓溫度可達1650℃

噴涂氧化鋯涂層，擠壓溫度可2370℃，模具工作壽命延長5-10倍。

第四篇：模具壽命與材料考試(有答案)

1、簡述模具材料對模具壽命的影響，總結模具選材的主要原則。

2、改進和優(yōu)化模具結構設計的基本作用是什么? 舉例說明其對模具壽命的影響？

3、分析拉深模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用?

4、選擇錘鍛模具材料和確定其工作硬度的依據(jù)是什么? 5從工藝性能和承載能力角度判斷下列鋼號屬于哪類冷作模具鋼：7Cr7Mo2V2Si、Crl2MoV、Cr4W2MoV、GCrl5、9Crl8、W6Mo5Cr4V2、5Cr4Mo3SiMnVAl、6CrNiSiMnMoV、9Cr6W3Mo2V2、65Cr4W3Mo2VNb。

6、選擇塑料模具材料的依據(jù)有哪些? 請為下列工作條件下的塑料模具選用材料。(1)高耐磨、高精度、型腔復雜的塑料模具；(2)耐腐蝕、高精度塑料模具。

7、針對型腔復雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，選材時主要考慮哪些因素？現(xiàn)有T12A和3Cr2Mo（P20）兩種材料，請選擇最合適的材料，并說明理由？

8選擇壓鑄模具材料的主要依據(jù)有哪些?

9、分析厚板沖裁模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用? 某接觸簧片級進模具凸模用W6Mo5Cr4V2鋼制造，壽命只有1000件左右，且主要表現(xiàn)為脆斷，請給出改進措施？

10、模具表面處理的目的是什么? 模具表面處理常用的方法有哪些? 某M8螺帽冷作模具，選Cr12鋼制造，采用常規(guī)淬火、回火工藝處理，使用壽命只有3 000次左右，且發(fā)現(xiàn)模具型腔表面磨損嚴重，有粘模現(xiàn)象，請?zhí)岢龈倪M措施？

11、何謂時效硬化型塑料模具鋼? 簡述其性能及應用特點?

12、模具表面處理的目的是什么? 模具表面處理常用的方法有哪些? 某鎢合金熱擠壓模具，用傳統(tǒng)工具鋼制造，擠壓溫度在1320℃以上時，只能進行1次作業(yè)，模具被嚴重磨損，且擠壓材料因表面被合金化而變質(zhì)，請給出改進措施？

13、選擇塑料模具材料的依據(jù)有哪些? 請為下列工作條件下的塑料模具選用材料：(1)形狀簡單，精度要求低、批量不大的塑料注射模具；(2)大型、復雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射模具。對某些高速成型的塑料制品模具，工作時模具表面的工作溫度短時間內(nèi)會達到400℃，請選擇模具材料，說明原因？

部分答案

7、針對型腔復雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，選材時主要考慮哪些因素？現(xiàn)有T12A和3Cr2Mo（P20）兩種材料，請選擇最合適的材料，并說明理由？ 參考答案： 1）考慮因素：

（1）首先滿足材料的使用性能足夠原則；

（2）考慮材料的工藝性能：如型腔的加工性能；

（3）防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形； 2）合適材料是3Cr2Mo（P20）鋼。

3Cr2Mo（P20）鋼是預硬型塑料模具鋼。該鋼預先經(jīng)過了預硬化處理（調(diào)質(zhì)處理），具有較好的綜合力學性能和加工性能，保證了模具的精度和使用性能要求，加工后直接使用，不需要再進行熱處理。

T12A鋼屬高碳工具鋼，因硬度高、需球化退火才能加工，加工后需進行熱處理，由于模具型腔復雜，易產(chǎn)生淬火變形，不適合制作此類模具。

8、選擇壓鑄模具材料的主要依據(jù)有哪些? 答：根據(jù)壓鑄摸具的工作條件、性能要求、失效形式和模具要求、預期壽命進行選擇： 1）工作條件（2分）

模具溫升高和反復加熱和冷卻作用：工作時與高溫液態(tài)金屬接觸，受熱時間長，受熱溫度高(壓鑄有色金屬時,溫度達400-800℃；壓鑄黑色金屬時,溫度可達1000℃以上)；高的壓力(20-120MPa)及金屬液流的高速沖刷作用；

2）主要失效形式：熱疲勞開裂、熱磨損和熱熔蝕。低溫合金壓鑄，以磨損失效為主（2分）3）主要性能要求：（2分）

(1)較高的耐熱性和良好的高溫力學性能；(2)優(yōu)良的耐冷熱疲勞性和高的導熱性；(3)良好的抗氧化性和耐蝕性；(4)較高的淬透性。4）常用的壓鑄模用鋼（4分）

以鎢系、鉻系、鉻鉬系熱作模具鋼為主。要求不高時，可用合金工具鋼或合金結構鋼，如40Cr、4CrSi、30CrMnSi、4CrW2Si、5CrW2Si、5CrNiMo、5CrMnMo；要求較高時，采用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl、4Cr5W2VSi、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNbB、3Cr3Mo3W2V、3Cr2W8V鋼等，其中4Cr5MoSiVl、3Cr2W8V、4CrSMo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNbB鋼是壓鑄模常用鋼

9、分析厚板沖裁模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用? 某接觸簧片級進模具凸模用W6Mo5Cr4V2鋼制造，壽命只有1000件左右，且主要表現(xiàn)為脆斷，請給出改進措施？

答：1）工作條件：

沖裁模具的工作部位是刃口。沖裁時，刃口受到彎曲和剪切的作用，還要受到?jīng)_擊。同時，板料與刃口部位產(chǎn)生強烈的摩擦。2）主要失效形式：

沖裁模具的主要失效形式是刃口磨損。有時存在不均勻磨損和凸模折斷、凹模局部掉塊現(xiàn)象。3）性能要求

高的硬度和耐磨性，足夠的抗壓、抗彎強度；對于厚板(板厚>1.5mm)，還應具有良好的強韌性；

4）材料選用：選材主要考慮材料的強韌性和高耐磨性。

（1）對小批量生產(chǎn)，選T8A、9SiCr、5CrW2Si等鋼種；

（2）對大批量生產(chǎn)，選用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2鋼制作凸模，用Crl2MoV或Crl2Mo1V1鋼制作凹模；

（3）當傳統(tǒng)鋼種韌性不足，易斷裂時，可選用新型模具鋼，如LD、65Nb、012Al、GD、CH-1等鋼種。

5）改進措施：用W6Mo5Cr4V2鋼制造，發(fā)生斷裂，說明材料的韌性不足。（1）選用新型模具鋼，如GD等改善韌性；

（2）熱處理工藝采用低溫淬火、分級淬火、等溫淬火，提高韌性；（3）采用韌性較好的材料，輔以表面處理技術如滲硼、滲金屬等。

11、何謂時效硬化型塑料模具鋼? 簡述其性能及應用特點? 答：時效硬化型塑料模具鋼是指一類低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蝕塑料模具用鋼。這類鋼經(jīng)固溶處理+失效處理后，具有高的強度、硬度，高的抗腐蝕性和高的加工精度。常用鋼種：

① 25CrNi3MoAl：屬低碳低鎳時效硬化型塑料模具鋼，我國自行研制開發(fā)，主要特點是：鋼中碳和鎳含量低，價格遠低于馬氏體時效鋼，適用普通和高精密和各種塑料模具.②18Ni類鋼：屬低碳馬氏體時效型模具鋼，%C極低,目的是為改善鋼的韌性。依據(jù)屈服強度可分為1400，1700，2100MPa三個級別。

18Ni類鋼主要用于制作精度高、超鏡面、型腔復雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具 ③ 06Ni6CrMoVTiAl（06鋼）和10Ni3CuAlMoS(PMS)屬新型塑料模具鋼，具有良好的加工性能和綜合力學性能，制品表面粗糙度低，應用越來越廣泛。熱處理工藝特點及應用： 分兩個步驟，1)固溶處理，將鋼加熱至高溫，使合金元素充分溶入奧氏體； 2)時效處理，使模具達到所需的力學性能。①碳含量低、合金元素含量較高，經(jīng)固溶處理后為單一組織的過飽和固溶體，處于軟化狀態(tài)。②較低溫度時效處理后，固溶體中能析出細小彌散的金屬化合物，使模具鋼的強度和硬度大大提高，此過程中，尺寸和形狀變化極小。③拋光性和表面刻蝕性良好。

應用：適合制作強度和韌性、尺寸精度、表面粗糙度和耐磨性都要求較高的塑料模具，以及透明塑料模具等。

6、13題 第1問

答：

1、根據(jù)模具服役條件和質(zhì)量要求選擇模具材料

（1）模具型腔表面要求高硬度、耐磨，而心部具有較好韌性的塑料模具，可選用滲碳型塑料模具鋼制造。如尺寸較小且型腔不太復雜時，可選用淬透性相對較小的滲碳型塑料模具鋼，如20、20Cr鋼等；對于尺寸較大、型腔復雜的塑料模具，可以選用淬透性較好的滲碳型塑料模具鋼，如12CrNi3A、12CrNi4A等。

（2）模具型腔復雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，為防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形，保證模具的精度和使用性能，選用預硬型塑料模具鋼。如40Cr、3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1鋼等。

（3）以玻璃纖維做填充劑的注射模具，要求較高的硬度、耐磨性、抗壓強度、韌性、拋光性和電加工等綜合行能，為防止模具型腔表面過早磨損或局部變形，可選用整體淬硬型塑料

模具鋼，如T8A、T10A、9SiCr、CrWMn、Cr12V1和Cr12Mo等，也可選用25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni6CrMoVTiAl（06 Ni鋼）等時效硬化鋼。

（4）聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃樹脂等為原料的塑料制品，成型過程中會分解出腐蝕性氣體，對模具產(chǎn)生腐蝕性作用，可選用耐蝕性塑料模具鋼。常用的有 9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等；也可選用普通材料制作模具，再進行鍍鉻或其他耐腐蝕的表面處理。

（5）要求型腔表面粗糙度低、光亮度高、尺寸和形狀精度高、型腔復雜，以及具有鏡面拋光性和高耐磨性要求的透明制品塑料模具，如汽車燈罩、汽車儀表盤、電視機、電話機外殼等，選用能獲得高硬度的超純凈鋼。PMS、06Ni和18 Ni等時效硬化鋼是較理想的材料，預硬化型鋼P20系列、5NiSCa和8Cr2S等，鏡面拋光性中等，也可選用。

（6）高速成型的塑料制品，其模具表面的工作溫度短時間內(nèi)會超過400℃。為保證模具的使用精度，防止塑料制件在脫模后由于溫度過高而變形，模具材料應該具有良好的導熱性能，可選用鈹青銅或高強度鋁合金來制造。（7）塑料制件形狀越復雜，模具型腔的加工越困難,須選用加工性能好和熱處理變形小的模具材料；塑料制件越大，型腔的切削加工量也越大，切削力也大，此時模具材料最好選用易切削鋼；塑料制件較小時，模具型腔體積小，切削量和切削力通常也較小，所以小型模具往往可以選用預硬化型塑料模具鋼。

（8）若要求塑料模具的交貨時間越短越好，采用鑄造尤其是精密鑄造方法制造塑料模是縮短加工周期的好方法，此時可選用特別適合于精鑄成型的鋁合金或鋅合金。對于鋼制塑料模，若選用易切削預硬化鋼，也可以大大縮短制模周期。

2、根據(jù)塑料制品的生產(chǎn)批量選擇模具材料

（1）生產(chǎn)批量較小時，為降低模具造價，可選用較普通的材料，如鋁合金、鋅合金、碳素鋼及合金結構鋼等來制造模具；

（2）生產(chǎn)批量較大時，應根據(jù)模具工作條件和對模具質(zhì)量的要求來選材，一般選用高級優(yōu)質(zhì)的塑料模具鋼。6、13題 第2問

具體選材依據(jù)（4分）

(1)形狀簡單，精度要求低、批量不大的塑料模；選普通材料如碳素鋼或合金鋼等，例45，40Cr(2)高耐磨、高精度、型腔復雜的塑料模；選用預硬型塑料模具鋼。如3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1鋼等

(3)大型、復雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射摸；選PMS、06Ni和18 Ni等時效硬化鋼或預硬化型鋼P20系列。

(4)耐蝕、高精度塑料模具；常用9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等；也可選用普通材料制作模具，再進行鍍鉻或其他耐腐蝕的表面處理。

10、12題 第1問

模具主要依靠型腔表面進行工作，模具的失效80％以上為表面損傷，如磨損、疲勞、腐蝕等。

對模具型腔表面進行處理，可以提高其表面硬度，改變表層化學成分和組織，因而，可以提高其耐磨性、抗粘附性、疲勞抗力和耐腐蝕性等。不僅可以有效地延長模具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，而且還能提高被加工件的表面質(zhì)量。

表面處理方法很多，用于各類模具都有很好的效果，常用的表面處理方法主要是化學熱處理和表面覆蓋技術 10、12題 第2問

例1：M8螺帽模具，選Crl2鋼。

采用常規(guī)淬火、回火工藝，使用壽命只有3 000多次； 經(jīng)固體滲硼處理后壽命為25 000-30000次；

在滲硼的基礎上進行離子滲硫處理，壽命達到100000次，且克服了粘模現(xiàn)象。

例1：加工高熔點金屬的熱擠壓模，當擠壓溫度在1320℃以上時只能進行一次作業(yè)；噴涂0.5-1.0mm的氧化鋁涂層后，擠壓溫度可達1650℃

噴涂氧化鋯涂層，擠壓溫度可2370℃，模具工作壽命延長5-10倍。

1、簡述模具材料對模具壽命的影響，總結模具選材的主要原則。

答：1）從模具的使用來看，根據(jù)模具的工作狀況，選用具有適當?shù)膹姸群晚g性匹配的模具，從而使模具壽命最高；通過適當?shù)責崽幚砼c表面處理，使模具內(nèi)部韌性高、模具表面強度高和耐磨性高，能有效地提高模具的整體性能及壽命。2）主要原則：

（1）使用性能足夠；（2）工藝性能良好；（3）供應上能保證；（4）經(jīng)濟性合理。

2、改進和優(yōu)化模具結構設計的基本作用是什么? 舉例說明其對模具壽命的影響？

3、分析拉深模具的工作條件、主要失效形式、性能要求和材料選用? 答： 1）工作條件：拉深模具主要用于金屬板料的拉深成形，拉深過程中模具的受力狀態(tài)如課本圖 7-8 所示。拉深載荷通過凸模圓角部位傳給工件，工件外面部分通過凹模端面與壓邊圈之間向內(nèi)流動。成形過程中，工件給凸模圓角半徑部分壓力F＇4，及摩擦力F4，給凹模圓角半徑壓力F＇3及摩擦力F3，給壓力圈壓力F＇1和摩擦力F1，給凹模端面壓力F＇2和摩擦力F2.2）主要失效形式：拉深模凸模、凹模和壓邊圈工作部分沒有鋒利的尖角，模具零件受力不像沖裁模那樣局限在很小范圍內(nèi)，同時凸凹模間隙一般都比板材厚度大，模具較少出現(xiàn)斷裂和塑形變形失效。但拉深模工作時，板材與凹模和壓邊圈產(chǎn)生相對運動，存在很大的摩擦，因此拉深模的主要失效形式為磨損，在磨損形式及機理上，主要表現(xiàn)為粘著磨損。3）

4）材料的選用：根據(jù)坯料材質(zhì)的不同，選用與其親和力小的模具材料。一般來說，坯料為鋼板，模具材料應選用有色金屬，反之，坯料為有色金屬，模具材料則選用鋼和鐵。（1）對于圓形件，小批量，可選T8/T10/45鋼：（2）對于中批量的中小件，選MnCrW、crWV;（3）對于形狀不規(guī)則的中小件，選Cr12MoV；（4）對于小件大批量，選硬質(zhì)合金；

（5）對于大型拉延模、汽車覆蓋件模，可選鑄鐵。

4、選擇錘鍛模具材料和確定其工作硬度的依據(jù)是什么? p142

5、從工藝性能和承載能力角度判斷下列鋼號屬于哪類冷作模具鋼： 7Cr7Mo2V2Si（LD1鋼）、Crl2MoV（高耐磨鋼）、Cr4W2MoV（高碳中鉻鋼）、GCrl5（高碳低合金鋼）、9Crl8（耐蝕冷作模具鋼）、W6Mo5Cr4V2（高速鋼）、5Cr4Mo3SiMnVAl（基體鋼——012Al鋼）、6CrNiSiMnMoV（GD鋼——高韌性低合金鋼）、9Cr6W3Mo2V2（GM鋼）、65Cr4W3Mo2VNb（基體鋼——65Nb鋼）。

第五篇：環(huán)境與資源保護法復習思考題(1-10章)

第一章緒論

1．環(huán)境與自然資源的概念及其分類。

2．環(huán)境與資源保護法關于環(huán)境的定義和范圍；人類與環(huán)境的關系。

3．什么是生態(tài)學；什么是生態(tài)系統(tǒng)及其組成；什么是生態(tài)平衡。

4．生物與環(huán)境之間的關系；生態(tài)學的任務；生態(tài)系統(tǒng)的功能。

5．生態(tài)學原理在實際中的運用。

6．什么是環(huán)境間題

7．環(huán)境問題的分類；

8．人類社會不同時期的環(huán)境問題；

9．人口、資源、環(huán)境與發(fā)展的關系。

10．環(huán)境與資源保護法學的定義。

11．環(huán)境科學的任務是什么；

12．環(huán)境與資源保護法學的研究范圍是什么

第二章環(huán)境與資源保護法概述

1．環(huán)境與資源保護法的概念是什么？環(huán)境與資源保護法的含義包括哪些方面？

2．環(huán)境與資源保護法的特征包括哪些方面。如何理解環(huán)境與資源保護法的性質(zhì)。

3．環(huán)境與資源保護法的目的和任務分別是什么？理解環(huán)境與資源保護立法的“目的二元論”。

4．環(huán)境與資源保護律關系概念和特征分別是什么。

理解環(huán)境與資源保護法律關系各要素及其特點。

第三章環(huán)境與資源保護法的產(chǎn)生和發(fā)展

1．外國環(huán)境法產(chǎn)生和發(fā)展的社會背景是什么？各個時期外國環(huán)境立法的特點是怎樣的。

2．中國古代的環(huán)境保護思想與立法是什么；中華民國時期的環(huán)境與資源保護立法；中華人民共和國成立后的環(huán)境與資源保護立法。

3．環(huán)境與資源保護法作為獨立法律部門的依據(jù)和標志分別是什么。

理解環(huán)境與資源保護法的調(diào)整對象和社會關系的特定領域；環(huán)境與資源保護法作為獨立法律部門的必然性。

第四章環(huán)境與資源保護法的體系

1．環(huán)境與資源保護法體系是什么。環(huán)境與資源保護法體系的構成及其意義是怎樣的。

2．憲法確立環(huán)境與資源保護規(guī)范的意義是什么。

3． 什么是環(huán)境與資源保護基本法。應用環(huán)境與資源保護基本法的意義；中國《環(huán)境保護

法》規(guī)定的主要內(nèi)容。

4． 什么是環(huán)境與資源保護單行法規(guī)。環(huán)境與資源保護單行法規(guī)的作用體現(xiàn)在哪些方面；

環(huán)境與資源保護單行法規(guī)的分幾類？

5．環(huán)境標準的三種類型都是哪些？

6．理解我國民法、刑法和經(jīng)濟立法對環(huán)境與資源保護的主要規(guī)定。

第五章環(huán)境與資源保護立法

1．什么是環(huán)境與資源保護立法；立法體制；立法規(guī)劃。理解我國的環(huán)境與資源保護立法

體制。

2．什么是環(huán)境與資源保護立法的指導原則；生態(tài)學的六項規(guī)律；可持續(xù)發(fā)展。

理解各項原則對環(huán)境與資源保護立法的指導意義；環(huán)境與資源保護立法應用經(jīng)濟學方法的目的；環(huán)境的外部不經(jīng)濟與內(nèi)部化方法。

第六章國家對環(huán)境與資源的管理

1．環(huán)境管理的概念是什么。環(huán)境管理的原則；環(huán)境管理的范圍分別是什么。

2．理解國家環(huán)境管理的不同發(fā)展階段。

3．人類環(huán)境會議對推動將環(huán)境管理作為國家的一項基本職能的作用是什么。

4．理解外國環(huán)境管理機構的類型；我國環(huán)境管理機構的設置；綜合性的環(huán)境管理機構的特征。

5．理解國家環(huán)境保護總局的職責。

第七章環(huán)境與資源保護法的基本原則

1．環(huán)境與資源保護法基本原則的含義和確定的依據(jù)分別是什么？

2．環(huán)境保護同經(jīng)濟建設、社會發(fā)展相協(xié)調(diào)的原則的含義是什么。

理解該原則的作用；三種效益的統(tǒng)一；該原則的貫徹方法。

3．預防為主、防治結合的原則的含義是什么？

理解該原則的意義；該原則的作用；該原則的貫徹方法。

4．開發(fā)者養(yǎng)護、污染者治理的原則含義是什么。

領會該原則的作用；環(huán)境保護目標責任制的含義；污染限期治理的范圍；綜合應用；該

原則的貫徹方法。

5．公眾參與原則

應用環(huán)境權理論；該原則在法律上的體現(xiàn)和貫徹

第八章環(huán)境污染防治的基本法律制度

1．土地利用規(guī)劃制度的概念是什么？理解城市規(guī)劃；村鎮(zhèn)規(guī)劃。

2．環(huán)境影響評價制度的概念是什么；環(huán)境影響評價制度的范圍；環(huán)境影響評價制度的內(nèi)容；環(huán)境影響評價的公眾參與；責任承擔。

運用實行環(huán)境影響評價制度的程序；環(huán)境影響評價制度的意義；公眾參與環(huán)境影響評價的程序、步驟和方法；執(zhí)行中的問題。

3.“三同時”制度的概念是什么；相關法律規(guī)定有哪些。

理解“同時投產(chǎn)使用”規(guī)定的意義。

4．許可證制度的概念是什么。理解和應用該制度的作用；許可證的管理程序；排污許可證制度。

5．征收排污費制度的目的是什么。

應用征收排污費的方法；該制度的作用；征收中的問題。

6．經(jīng)濟刺激制度的形式是什么；法律規(guī)定有哪些。

理解該制度的作用。

7．物質(zhì)循環(huán)的目的；清潔生產(chǎn)的概念分別是什么。

理解清潔生產(chǎn)的實質(zhì)；清潔生產(chǎn)制度的適用范圍；企業(yè)在清潔生產(chǎn)制度中的權

利義務。

8．理解限期治理的對象；限期治理的性質(zhì)；限期治理的決定權；我國關于限期治理決定權的特別規(guī)定。

9．突發(fā)環(huán)境事件的定義和分類；突發(fā)環(huán)境事件的預警級別分別是什么。

理解《國家突發(fā)環(huán)境事件應急預案》適用的應急事件；突發(fā)環(huán)境事件的分級；對突發(fā)環(huán)境事件實行分級響應機制；對突發(fā)環(huán)境事件的報告實行1小時報告制；應急終止的條件；突發(fā)環(huán)境事件的后期處置機制。

第九章自然資源保護基本法律制度

1．什么是自然資源權屬制度。理解自然資源的所有權和使用權。

2．什么是自然資源規(guī)劃制度。理解自然資源規(guī)劃的作用。

3．什么是自然資源調(diào)查制度、自然資源檔案制度。

4．什么是自然資源許可制度。理解自然資源許可證的類型。

5．什么是自然資源有償使用制度、自然資源稅。

理解自然資源費的種類、自然資源有償使用制度的作用。

第十章環(huán)境標準

I.、什么是環(huán)境標準的概念 什么是ISO系列環(huán)境管理標準。如何理解環(huán)境標準的性質(zhì)。

2．理解環(huán)境標準的作用。

3．環(huán)境標準的分級包括哪些；環(huán)境標準的分幾類；什么是環(huán)境質(zhì)量標準；污染物排放標準；

環(huán)保基礎和方法標準。

理解制定各類環(huán)境標準的主要依據(jù)；各類環(huán)境標準之間的關系；地方環(huán)境標準的制定權。

4．理解環(huán)境標準的法律意義。