模具寿命与材料课程教学大纲

《模具寿命与材料》课程教学大纲
一、《模具寿命与材料》课程说明
（一）课程代码：
（二）课程英文名称：
（三）开课对象：A1251
（四）课程性质和地位：
《模具寿命与材料》是材料成型及控制专业的一门专业课，是在完成机械制造工艺学、金属切削机床及模具设计等课程后开设的专业课程，本课程的学习对学生掌握模具寿命的有关概念及模具寿命对工业生产的影响规律，从而合理选择模具材料的基础知识。

本课程较全面、系统地详尽的叙述了模具寿命相关基本概念、模具的失效形式及机理、模具寿命的影响因素及影响规律、模具材料性能特点及应用场合、模具表面强化工艺及常用模具寿命分析等内容。

通过学习可以使考生掌握有关因素对模具寿命的影响，并能够正确应用影响规律指导模具选材、简明热处理工艺制订、模具设计、模具加工、模具使用和管理。

（五）课程教学基本要求：
本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学和辅导考试，掌握模具寿命与材料所必须具备的工艺知识，提高对模具设计与制造工艺知识的综合应用能力，为以后的学习和工作打下坚实基础。

课程基本要求如下：
（1）了解常见模具的失效形式及分析方法。

（2）熟悉常用的模具材料、热处理工艺及表面处理技术。

（3）明确模具材料、热处理工艺及表面处理技术与模具使用性能、使用寿命、生产成本、经济效益之间的关系。

（4）掌握常用模具材料的牌号、主要成分、性能特点、工艺特点、主要用途等，并能合理地选择模具材料及热处理方法。

（5）熟悉各类常见的模具表面处理方法，并能进行合理选用。

（六）教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配
学时数：32学时
学分数：2学分
（七）教学方式
以课堂讲授为主，外加专题讨论和一定内容的自学。

（八）教学方法
本课程采用板书教学方法。

（九）考核方式和成绩记载说明
1.考核要求：考试课
2.考核方式：笔试（闭卷）
3.考试成绩：平时成绩占30%（包括考勤，作业和课堂表现），期末考试成绩占70%。

二、讲授大纲与各章的基本要求
第一章绪论
教学要点：通过本章的学习，了解模具在生产中的作用及现状、模具成形工艺及分类，掌握模具寿命的基本概念。

教学时数：2学时
教学内容：
1.模具在生产中的作用及国内外的制造概况
2.模具成形工艺及分类
3.模具寿命概况及本课程的任务
考核要求：
1.模具在生产中的作用及国内外制造概况（一般）
识记：模具的概念
2.模具成形工艺及分类（次重点）
识记：模具成形工艺，典型成形工艺方法
理解：模具的分类及分类方法
3.模具寿命的基本概念（重点）
识记：模具寿命的基本概念
理解：模具寿命对生产的影响
应用：考虑如何提高模具的寿命
第二章模具失效形式及机理
教学要点：通过本章学习，使学生熟悉磨损失效的几种形式，学会利用断裂力学的基本概念和理论分析和解决模具失效中的具体问题，试着解决多种失效形式交互作用的情形。

教学时数：4学时
教学内容：
1.磨损失效
1.1磨损分类
1.2磨粒磨损
1.3 粘着磨损
1.4 疲劳磨损
1.5 气蚀磨损和冲蚀磨损
1.6 腐蚀磨损
1.7 磨损的交互作用
2.断裂失效
2.1断裂分类及断裂形式
2.2一次性断裂
2.3疲劳断裂
2.4 影响断裂失效的因素
3.塑性变形失效及多种失效形式的交互作用
3.1塑性变形失效
3.2多种失效形式的相互作用
考核要求：
1. 磨损失效（重点）
识记：磨粒磨损，粘着磨损及分类，疲劳磨损，气蚀磨损，冲蚀磨损，腐蚀磨损
理解：磨损分类，磨粒磨损机理，粘着磨损机理，疲劳磨损机理，腐蚀磨损机理
应用：磨粒磨损的影响因素，以及提高措施；粘着磨损的影响因素，以及提高措施；疲劳磨损的影响因素，以及提高措施；提高抗气蚀磨损和冲蚀磨损的措施；磨损的交互作用
2.断裂失效（重点）
识记：断裂力学的基本概念（葛里菲斯理论、应变能释放率及断裂韧性），断裂分类及形式
理解：裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子
应用：断裂力学在模具失效分析中的作用，影响断裂失效的主要因素
3. 塑性变形失效及多种失效形式的交互作用（一般）
识记：塑性变形失效
理解：塑性变形失效机理，多种失效形式的交互作用
第三章模具寿命的影响因素
教学要点：通过本章的学习，了解模具结构及模具的工作条件，掌握模具材料性能，理解模具制造方法，能够简单操作模具维护和管理。

教学时数：4学时
教学内容：
1.模具结构
1.1圆角半径
1.2几何形状
2.模具工作条件
2.1成型件的材质和温度
2.2设备特性
2.3润滑和冷却
3.模具制造
2.1模块的锻造
2.2模具的电加工和机加工
2.3模具热处理
4.模具维护和管理
2.1模具维护
2.2模具的管理
考核要求：
1.模具结构（一般）
识记：圆角半径，几何形状
理解：模具的结构形式
2.模具工作条件（次重点）
识记：成形件的材质、温度
理解：设备特性（精度、刚度、速度等）
应用：润滑与冷却
3.模具制造（重点）
识记：模块的锻造，电加工与机加工，模具热处理
理解：模块毛坯的加热与冷却，毛坯的锻造（镦粗、拔长、芯轴扩空及滚圆），电加工，磨削加工，模具热处理
应用：锻造比的确定，具体热处理工艺过程及应用
4.模具维护和管理（一般）
识记：现场维护和非现场维护
理解：模具的管理
第四章模具材料
教学要点：通过本章学习，了解模具材料的一般性能，熟悉铸铁模具材料，硬质合金和钢结硬质合金，有色金属及合金模具材料的选择方法，掌握冷作模具钢，热作模具钢及塑料模具钢的选用。

教学时数：20学时
教学内容：
1.模具材料概述
1.1模具材料的分类
1.2模具材料的一般性能要求
1.3 模具选材的一般原则和具体考虑因素
1.4 模具材料的发展方向
2.冷作模具钢
2.1冷作模具钢的特点和分类
2.2冷作模具钢的分类、性能和选用
2.3新研制和引进的模具钢
3.热作模具钢
2.1热作模具钢的分类及特点
2.2热作模具钢的工作条件及要求
2.3热作模具钢的选材
2.4新型热作模具钢
4.塑料模具钢
4.1塑料模具钢的分类及特点
4.2塑料模具钢的工作条件及要求
4.3塑料模具钢的选材
4.4新型塑料模具钢
5.铸铁模具材料
5.1铸铁模具材料概况及应用
6.硬质合金和钢结硬质合金
6.1硬质合金
6.2 钢结硬质合金
7.有色金属及合金模具材料
7.1锌基合金模具材料
7.2低熔点合金模具材料
考核要求：
1.模具材料概述（一般）
识记：模具材料的分类，模具材料的一般性能要求
理解：模具材料选择的一般原则及选材中的具体考虑因素
应用：模具材料的发展趋势，合理选择模具材料
2．冷作模具钢（重点）
识记：冷作模具特点（工作条件、失效形式和性能要求）
理解：冷作模具材料的分类，冷作模具钢的特点
应用：冷作模具钢的分类、性能与选用，新研制和引进的冷作模具钢介绍
3.热作模具钢（重点）
识记：热作模具特点（工作条件、失效形式和性能要求）
理解：热作模具材料的分类，各类热作模具的工作条件及要求
应用：热作模具的选材，新型热作模具钢介绍
4.塑料模具钢（重点）
识记：塑料模具的特点（工作条件、失效形式和性能要求）
理解：塑料模具钢的分类及特点
应用：塑料模具钢的选用，国内外新型塑料模具钢介绍
5.铸铁模具材料（次重点）
识记：铸铁模具材料概况
理解：铸铁模具材料的应用
6.硬质合金和钢结硬质合金（一般）
识记：硬质合金概况，钢结硬质合金概况
理解：钢结硬质合金的锻造，钢结硬质合金的热处理，钢结硬质合金的机械加工
7.有色金属及合金模具材料（一般）
识记：锌基合金模具材料的成分与性能，低熔点合金模具材料的成分与性能
第六章模具表面强化
教学要点：通过本章的学习，了解常见的工模具表面强化处理方法，重点理解模具表面化学热处理强化和模具表面镀覆强化方法。

教学时数：1学时
教学内容：
1.概述
2.模具表面化学热处理强化
2.1模具的渗硼
2.2模具的渗铬
2.3模具的碳氮共渗
3.模具表面镀覆强化
3.1化学气相沉积
2.2物理气相沉积
2.3熔盐浸镀法
考核要求：
1.概述（一般）
识记：工模具表面强化处理的分类及举例
2.模具表面化学热处理强化（重点）
识记：模具渗硼的四种方法
理解：模具渗铬的两种方法，模具的氮碳共渗
3.模具表面镀覆强化（次重点）
识记：化学气相沉积，物理气相沉积
理解：熔盐浸镀法
三、推荐教材和参考文献
1、《模具寿命和材料》，程培源编，机械工业出版社，2013。

2、《模具材料及表面处理》，韦玉屏编，机械工业出版社，2009。

3、《模具材料》，李有才编，化学工业出版社，2009。

4、《模具寿命与失效》，曾珊，丁毅编，化学工业出版社，2005。

5、《机械工程材料》，武建军主编，国防工业出版社，2004。

编写负责人：教研室主任：分管副院长：。