模具材料习题(答案)

一、填空题1、模具是一种重要的加工工艺装备，它的使用对保证产品质量、提高经济效益有着重要的作用。

模具加工具有材料利用率高、力学性能好、尺寸精度高、生产效率高。

2、作为模具设计和制造者，既懂得模具设计和制造技术，又懂得材料成型加工及模具选材技术，才能制造出高质量、长寿命、高精度的模具。

3、根据工作条件及服役形式，模具材料分为冷作模具材料、热作模具材料和塑料模具材料三大类。

4、模具主要应用在压力加工之中，与模具有关的工艺，主要分为普通模锻、挤压、拉拔、冲压、压铸、塑料成型等。

5、韧性不是单一的性能指标，而是强度和塑性的综合表现。

6、热处理工艺性主要包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性，淬火变形与开裂倾向等。

二、判断题1•无磁模具钢制的模具主要用于磁性材料的成形，以及无磁轴和其他在强磁场中不产生磁感应的结构零件的成形。

V 2•抗冲击冷作模具钢成分接近合金调质钢，基体钢属于高强韧性冷作模具钢。

V3. 基体钢，一般是指其成分相当于高速钢正常淬火组织中基体成分相同的钢，与高速钢相比，基体钢的过剩碳化物少，颗粒细小，分布均匀，强韧性好，同时还保持较高的耐磨性的热硬性，不仅适用于冷作模具，也可用于热作模具。

V 4•硬质合金是将一些高熔点、高硬度的金属碳化物粉末（如C、TiC等）和粘结剂（Co、Ni等）混合后，加压成型，再经烧结而成的一种粉末冶金材料。

钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金。

冷冲模用硬质合金一般是钨钴类。

V5•金属陶瓷硬质合金的共性是：具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性，可以进行锻造及热处理。

主要用来制作多工位级进模、大直径拉深凹模的镶块。

x三、为下列模具选择合适的材料。

光学镜片的注射模（D）热挤压滚动轴承环凸模（E）①40棒料下料剪刃（A）铜合金压铸模（B ）塑钢门窗成型模（C）A、6W6MoCr4VB、3Cr2W8VC、0Cr16Ni4Cu3Nb （PCR）D、10Ni3MnCuAI （PMS）E、4Cr3Mo2NiVNbB （HD）四、问答题1、什么是钢结硬质合金？有何特点？答：钢结硬质合金是以钢为粘结相，以碳化物（主要是碳化钛、碳化钨）做硬质相，用粉末冶金方法生产的复合材料。

其微观组织是细小的硬质相，弥散均匀分布于钢的基体中（用于模具的钢结硬质合金，基体主要采用含铬、钼、钒的中高碳合金工具钢或高速钢）。

钢结硬质合金是介于钢和硬质合金之间的一种材料，具有以下特点：工艺性能好具有可加工性和可热处理性，在退火状态下，可以采用普通切削加工设备和刀具进行车、铳、刨、磨、钻等机械加工。

还可以锻造、焊接。

与硬质合金相比，成本低，适用范围更广。

良好的物理、力学性能。

钢结硬质合金在淬硬状态具有很高的硬度。

由于含有大量弥散分布的高硬度硬质相，其耐磨性可以与高钴硬质合金接近。

与高合金模具钢相比，具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度。

与硬质合金相比，具有较好的韧性。

具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。

2•简述冷冲模材料选用的一般原则。

答：①模具承受冲击负荷大时，应以韧性为主。

②模具迫使金属沿型腔塑性流动的作用力大（即坯料变形抗力大）时，应以硬度和耐磨性为主；作用力小时，应以强度为主，并适当考虑韧性和耐磨性。

③模具型腔复杂时，应以韧性和尺寸精度为主。

④模具尺寸大时，应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。

⑤模具加工批量大时，应以硬度和耐磨性为主。

1、冷作模具材料种类繁多，主要用于制造冷冲裁、冷镦模、冷挤压模、冷拉丝模_滚丝模和冲剪模等。

2、根据板料的厚度，冷冲裁模具可分为薄板冲裁模和厚板冲裁模两种，厚板冲裁模承受的负荷大，刃口更易磨损，凸模更易崩刃、折断，因此选材主要考虑材料的耐磨性和强韧性。

3、目前，使用最多的冷作模具材料是Cr12 和Cr12MoV。

4、低淬透性冷作模具钢使用最多的是：T10A钢和Cr2钢。

低变形冷作模具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素而发展起来的，常用的是：猛铬钨系钢和猛2系钢5、特殊用途冷作模具钢主要有两类：一类为典型的耐腐蚀模具钢，另一类为无磁模具钢。

6、冷作模具钢的强韧化处理工艺包括低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级处理。

7、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点b s和屈服强度b 02。

二、判断题1、冲裁模的工作部位是刃口。

V2、冷挤压模的凹模主要失效形式是断裂、塑性变形及磨损。

V3、9Mn2V钢中锰的作用是为了提高钢的淬透性。

V4、厚板冲裁模强韧化处理方法有双液淬火和碱浴淬火。

V5、Cr12Mo1V1是研制的新钢种，由于Mo、V含增加。

其组织进一步细化。

钢的耐磨性、强韧性较Cr12MoV要高，但锻造性能稍差，易锻裂，退火软化也比较困难。

V6、6W6Mo5Cr4V钢主要用于取氏高速钢或Cr12型钢制作易于脆断或开裂的冷挤压凸模或冷镦模，寿命可提高2~10倍。

用于大规格的圆钢下料剪刀，可提高寿命数十倍。

V三、选择题1、下列钢种不属于高韧性冷作模具钢的是（D ）A、高速钢B、降碳高速钢C、基体钢D、马氏体时效钢2、65Cr4W3Mo2VNb钢的简称代号是（ D ) A、LD 钢B、012Al 钢C、6W6 钢D、65Nb3、3Cr2W8V钢是制造（C ）的典型钢种。

A、冲裁模B、冷挤压模C、压铸模D、塑料模四多项选择题：、1、属低淬透性冷作模具钢的有：（ A E H )2、属低变形冷作模具钢的有：（ D F J )3、属高耐磨微变形冷作模具钢的有：( B I )4、属高强度高耐磨冷作模具钢的有：( C G )(A) T8A ; (B) Cr12; (C) W18 Cr 4V ; (D) CrWMn ; (E) GCr15 ; ( F) 9CrWMn ; (G) W6Mo5Cr4V2 ; (H) 9SiCr; (I) Cr12MoV ;（J）9Mn2V。

五、问答题1、冷挤压模具工作零件对材料有何特殊要求？答：在冷挤压过程中，需要承受外套的预压应力和挤压过程中的拉应力，凸模则承受巨大的压应力。

工件在变形过程中所产生的热量也部分地被模具吸收，所以模具材料还需要具有一定地高温硬度和热稳定性。

另外，模具表面往往回产生磨损和挤伤，从而造成模具零件尺寸和形状的变化，并且使模具零件表面粗糙度增大，使模具失效。

2、Cr12MoV钢有何特点？答：Cr12MoV钢有高淬透性，截面为300〜400mm以下者可以完全淬透，在300〜400C时仍可保持良好硬度和耐磨性，韧性较Cr12 钢高，淬火时体积变化最小。

可用来制造断面较大、形状复杂、经受较大冲击负荷的各种模具和工具。

例如，形状复杂的冲孔凹模、复杂模具上的镶块、钢板深拉深模、拉丝模、螺纹挫丝板、冷挤压模、冷切剪刀、圆锯、标准刀具、量具等。

3、冲裁模工作零件材料选择的原则是什么？答：冲裁模一般根据被加工工件的材料种类、厚度、生产批量和模具的尺寸精度、形状的复杂程度等因素选择工作零件的材料。

4、简述拉深模的工作特点、主要失效形式。

答：拉深模的工作对象为冷作钢板和有色金属板材，依靠模具使坯料产生塑性变形，从一种形状变为另一种形状。

拉深时拉深载荷通过凸模园角部位传给工件，工件外面部分通过凹模端面与压边圈之间向内流动，成形过程中，工件给凸模园角半径、对凹模的端面及园角半径有很大的压力和摩擦力。

拉深模凸模、凹模和压边圈工作部位过渡圆滑，应力集中较小，工作时岀现偏载也较少，而板料与凹模和压边圈产生相对运动，存在很大摩擦，因此拉深模的主要失效形式为磨损，由于压力较大，在磨损形式及机理上，主要为粘着磨损。

《习题三、四》一、填空题1•按用途不同，热作模具材料分为 锤锻模、热锻模、热挤压模、压铸模等。

2•对于大型高精度的注射成型模具，采用 预硬钢。

3•淬硬型塑料模具钢的最终热处理是淬火和低温回火。

4. 时效硬化钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序，首先进行 5•根据塑料的热性能和成型方法的不同，塑料成型模具分为二、选择题1、 下列模具中，不属于热作模具的是（D ）。

A 、锻模B 、热挤压模C 、压铸模D 、拉深模2、 低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等强韧化处理工艺主要用于（B ）。

A 、冷作模具钢B 、热作模具钢C 、塑料模具钢D 、铸铁3、 一般情况下哪一类模具的工作温度最高（C ）。

A 、热挤压模B 、热锻模C 、压铸模D 、塑料模4、 适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模的材料是（D ）。

A 、T10AB 、CrWMnC 、9SiCrD 、Cr12MoV5、 当塑料中加工云母粉、石英粉、玻璃纤维等各种无机物作填充剂时，要特别注意模具型腔的（C ）问题。

A 、断裂B 、粘附C 、磨损D 、腐蚀6、 对聚氯乙烯或氟塑料及阻燃ABS 塑料制品的模具，应特别注意模具型腔的（ D ）问题。

A 、断裂B 、粘附C 、磨损D 、腐蚀7、 塑料制件的生产批量为150万件，请选择一种合适的模具材料。

（B ）A . 40CrB.65NbC.65Mn三、判断题1、压铸模要求有较高的韧性时，往往采用高温淬火，而要求有较高的高温强度时，则采用较低温淬火。

x2、根据模具工作特点，冷作模具钢一般为高碳钢，热作模具钢一般为中碳钢。

3、冷作模具一般硬度在 60HRC 左右，而热作模具的硬度一般在四、问答题1、拟定锤锻模的制造工艺路线，以 5CrMnMo 锤锻模为例说明其热处理工序的工艺方法。

答：锤锻模的制造工艺路线为：下料 T 锻造T 退火T 机械粗加工T 探伤T 成形加工T 淬回火T 钳修T 抛光。

锻造与退火：为了使其性能尽可能的均匀并获得所需要的形状，必须进行锻造。

锻后模块内存在较大的内应力和 组织的不均匀性，必须进行退火，退火后的组织由珠光体和铁素体组成。

淬火与回火：为了保证锤锻模获得足够的强度和韧性，最终热处理为淬火加中温或高温回火。

淬火加热可在盐浴 炉、箱式炉以及可控气氛或真空中进行。

大型或形状复杂的锤锻模淬火加热时一般需要经一次预热，预热温度为 —600OC 。

回火包括模腔和燕尾两个部分的回火。

回火稳度不宜太低，否则回火后硬度高，韧性不足，在工作中模腔易 出现裂纹；也不宜过高，否则硬度、强度、和耐磨性降低，从而使模面易被压坏或加速磨损。

2、塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？答：①锻造性能；②机械加工性能；③焊接性能；④热处理工艺性能；⑤镜面抛光性能；⑥电加工性能；⑦饰纹 加工性能。

3、选择塑料模材料的依据有哪些?固溶处理，第二步进行时效处理。

热固性塑料成型模具、热塑性塑料成型模具两大类。

40〜52HRC 范围。

V答：主要依据有：①加工方式；②服役条件；③制品质量；④制品批量；⑤制品批量；⑥符合经济性。

《习题五》1、模具失效是指模具丧失正常的使用功能，不能用一般方法修复的现象，模具失效分为非正常失效（早期失效）和正常失效两类。