模具寿命与材料考试教学提纲

模具寿命与材料考试

1、简述模具材料对模具寿命的影响，总结模具选材的主要原则。

2、改进和优化模具结构设计的基本作用是什么? 举例说明其对模具寿命的影响？

3、分析拉深模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用?

4、选择锤锻模具材料和确定其工作硬度的依据是什么?

5从工艺性能和承载能力角度判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：

7Cr7Mo2V2Si、Crl2MoV、Cr4W2MoV、GCrl5、9Crl8、W6Mo5Cr4V2、

5Cr4Mo3SiMnVAl、6CrNiSiMnMoV、9Cr6W3Mo2V2、65Cr4W3Mo2VNb。

6、选择塑料模具材料的依据有哪些? 请为下列工作条件下的塑料模具选用材料。

(1)高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模具；

(2)耐腐蚀、高精度塑料模具。

7、针对型腔复杂、精度要求高和寿命要求长的塑料模具，选材时主要考虑哪些因素？现有T12A和3Cr2Mo（P20）两种材料，请选择最合适的材料，并说明理由？

8选择压铸模具材料的主要依据有哪些?

9、分析厚板冲裁模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用? 某接触簧片级进模具凸模用W6Mo5Cr4V2钢制造，寿命只有1000件左右，且主要表现为脆断，请给出改进措施？

10、模具表面处理的目的是什么? 模具表面处理常用的方法有哪些? 某M8螺帽冷作模具，选Cr12钢制造，采用常规淬火、回火工艺处理，使用寿命只有3 000次左右，且发现模具型腔表面磨损严重，有粘模现象，请提出改进措施？

11、何谓时效硬化型塑料模具钢? 简述其性能及应用特点?

12、模具表面处理的目的是什么? 模具表面处理常用的方法有哪些? 某钨合金热挤压模具，用传统工具钢制造，挤压温度在1320℃以上时，只能进行1次作业，模具被严重磨损，且挤压材料因表面被合金化而变质，请给出改进措施？

13、选择塑料模具材料的依据有哪些? 请为下列工作条件下的塑料模具选用材料：(1)形状简单，精度要求低、批量不大的塑料注射模具；(2)大型、复杂、产

品批量大的塑料注射模具。对某些高速成型的塑料制品模具，工作时模具表面的工作温度短时间内会达到400℃，请选择模具材料，说明原因？

部分答案

1、简述模具材料对模具寿命的影响，总结模具选材的主要原则。

答：1）从模具的使用来看，根据模具的工作状况，选用具有适当的强度和韧性匹配的模具，从而使模具寿命最高；通过适当地热处理与表面处理，使模具内部韧性高、模具表面强度高和耐磨性高，能有效地提高模具的整体性能及寿命。

2）主要原则：

（1）使用性能足够；（2）工艺性能良好；（3）供应上能保证；（4）经济性合理。

2、改进和优化模具结构设计的基本作用是什么? 举例说明其对模具寿命的影响？

3、分析拉深模具的工作条件、主要失效形式、性能要求和材料选用?

答： 1）工作条件：拉深模具主要用于金属板料的拉深成形，拉深过程中模具的受力状态如课本图 7-8 所示。拉深载荷通过凸模圆角部位传给工件，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，工件给凸模圆角半径部分压力F＇4，及摩擦力F4，给凹模圆角半径压力F＇3及摩擦力F3，给压力圈压力F＇1和摩擦力F1，给凹模端面压力F＇2和摩擦力F2.

2）主要失效形式：拉深模凸模、凹模和压边圈工作部分没有锋利的尖角，模具零件受力不像冲裁模那样局限在很小范围内，同时凸凹模间隙一般都比板材厚

度大，模具较少出现断裂和塑形变形失效。但拉深模工作时，板材与凹模和压边圈产生相对运动，存在很大的摩擦，因此拉深模的主要失效形式为磨损，在磨损形式及机理上，主要表现为粘着磨损。

3）

4）材料的选用：根据坯料材质的不同，选用与其亲和力小的模具材料。一般来说，坯料为钢板，模具材料应选用有色金属，反之，坯料为有色金属，模具材料则选用钢和铁。

（1）对于圆形件，小批量，可选T8/T10/45钢：

（2）对于中批量的中小件，选MnCrW、crWV;

（3）对于形状不规则的中小件，选Cr12MoV；

（4）对于小件大批量，选硬质合金；

（5）对于大型拉延模、汽车覆盖件模，可选铸铁。

4、选择锤锻模具材料和确定其工作硬度的依据是什么? p142

5、从工艺性能和承载能力角度判断下列钢号属于哪类冷作模具钢：

7Cr7Mo2V2Si（LD1钢）、Crl2MoV（高耐磨钢）、Cr4W2MoV（高碳中铬钢）、GCrl5（高碳低合金钢）、9Crl8（耐蚀冷作模具钢）、W6Mo5Cr4V2（高速钢）、5Cr4Mo3SiMnVAl（基体钢——012Al钢）、6CrNiSiMnMoV（GD钢——高韧性低合金钢）、9Cr6W3Mo2V2（GM钢）、65Cr4W3Mo2VNb（基体钢——65Nb 钢）。

7、针对型腔复杂、精度要求高和寿命要求长的塑料模具，选材时主要考虑哪些因素？现有T12A和3Cr2Mo（P20）两种材料，请选择最合适的材料，并说明理由？

参考答案：

1）考虑因素：

（1）首先满足材料的使用性能足够原则；

（2）考虑材料的工艺性能：如型腔的加工性能；

（3）防止型腔切削加工成形后因淬火处理引起过大的型腔变形；

2）合适材料是3Cr2Mo（P20）钢。

3Cr2Mo（P20）钢是预硬型塑料模具钢。该钢预先经过了预硬化处理（调质处理），具有较好的综合力学性能和加工性能，保证了模具的精度和使用性能要求，加工后直接使用，不需要再进行热处理。

T12A钢属高碳工具钢，因硬度高、需球化退火才能加工，加工后需进行热处理，由于模具型腔复杂，易产生淬火变形，不适合制作此类模具。

8、选择压铸模具材料的主要依据有哪些?

答：根据压铸摸具的工作条件、性能要求、失效形式和模具要求、预期寿命进行选择：

1）工作条件（2分）

模具温升高和反复加热和冷却作用：工作时与高温液态金属接触，受热时间长，受热温度高(压铸有色金属时,温度达400-800℃；压铸黑色金属时,温度可达1000℃以上)；高的压力(20-120MPa)及金属液流的高速冲刷作用；

2）主要失效形式：热疲劳开裂、热磨损和热熔蚀。低温合金压铸，以磨损失效