《模具寿命与材料》试卷(A卷)

《模具寿命与材料》试卷（A卷）

咸宁职院模具专升本自考助学班0901

一、填空（30分，1分/空）

1．根据模具工作条件，将模具钢划分为、

和三大类。

2．模具失效的基本形式有：、、。

3．表征材料的弹性、塑性、形变强化率、强度和韧性等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标的是。

4．影响冷作模具钢性能的决定性因素是。

5．对钢表面具有钝化作用，使钢具有抗氧化能力的合金元素是。6．碳素工具钢的力学性能主要取决于。

7．冷作模具钢的强韧化处理工艺包括、、

、和分级处理。

8．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，第二步进行。

9．韧性不是单一的性能指标，而是和的综合表现。10．电镀工艺通常包括、和三个部分。11．碳氮共渗（软氮化）是向钢件表面同时渗入和并

以为主的化学热处理工艺。

12．评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的和. 。13．热处理工艺性主要包括：、、、过热敏感性，淬火变形与开裂倾向等。

二、不定项选择（20分）

1．模具表面硬化和强化的目的是（）

A.提高模具的耐磨性

B.提高模具的耐热性、耐蚀性

C.提高模具的抗咬合性和疲劳强度

D.提高模具的塑性

2．冷作模具材料必须具备适宜的工艺性能，主要包括（）

A. 可锻性 B . 可切削性 C. 可磨削性 D. 热处理工艺性等

3．影响模具寿命的主要因素有（）

A. 模具结构设计

B. 模具制造质量

C. 模具材料

D. 模具的使用

E. 模具热处理质量与表面强化

4．压铸模用钢3Cr2W8V采用等温退火后组织为（）

A. 索氏体与碳化物

B. 莱氏体与碳化物

C. 珠光体与碳化物

D. 托氏体与碳化物

5．其它热作模具材料有（）

A. 硬质合金

B. 高温合金

C. 难熔金属合金

D. 压铸模用铜合金

6．塑料模常见的失效形式有（）

A. 磨损

B. 塑性变形

C. 断裂

D. 腐蚀

7．对于T7A钢，以下说法正确的是（）

A. 钢中不含有硅元素

B. 属于碳素工具钢

C. 是低淬透性冷作模具钢

D. C的质量分数为0.7%

8．常用的压铸模用钢有（）

A. 钨系

B. 铬系

C. 铬钼系

D. 铬钨钼系

9．改变表面化学成分的模具表面强化方法有（）

A. 高频加热表面淬火

B. PVD

C. 软氮化处理

D. TD法

10．目前常用的压铸金属材料主要有（）

A. 锌合金

B. 铝或美合金

C. 铜合金

D. 钢铁

三、判断（正确划“√”，错误划“×”，共10分）

( )1. 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。

( )2. 冷作模具的选材原则是：首先要满足模具的使用性能要求，同时兼顾材料的工艺性和经济型。

( )3. 热作模具钢中合金元素的作用是强化铁素体和增加淬透性，为了防止回火脆性加入了Mn、V等元素。

( )4. 压铸模用钢3Cr2W8V随着淬火温度的升高，钢的硬度降低，抗拉强度

随着增加，但冲击韧度随之降低。

( )5. 预硬型塑料模具用钢是供应时已经预先进行了热处理，并使之达到模具使用态硬度，因此此类模具加工成形后不再进行热处理而直接使用，从而保证

了模具的制造精度。

( )6. 对于大型高精度的注射成型模具，当塑料件生产批量大时，采用预硬化钢。

( )7. 将工件表层渗入多于两种元素的化学热处理工艺称为多元共渗。

( )8. 气相沉积技术按过程的主要属性可分为化学气相沉积(CVD)和物理气相

沉积（PVD）。

( )9. 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。( )10.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。

四、简答（25分）

1．模具表面硬化和强化的目的和方法是什么？（5分）

2．什么是钢结硬质合金？有何特点？（7分）

3．冷挤压模具工作零件对材料有何特殊要求？（5分）

4．热作模具钢的强韧化处理方法有哪些？并分析其原理。（8分）五、综合题（15分）

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。

答案

一、填空

1．冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢

2．断裂、塑性变形、磨损

3．硬度

4．钢的含碳量

5．铬

6．淬回火工艺

7．低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温

8．固溶处理时效处理

9．强度塑性

10．镀前表面处理电镀镀后处理

11．碳氮渗氮

12．屈服点σs屈服强度σ0.2.

13．淬透性回火稳定性脱碳倾向性

二、选择

1.ABC

2. ABCD

3.ABCDE

4.C

5. ABCD

6.ABCD

7.BCD

8. ABCD

9.CD 10.ABCD

三、判断

1．√ 2. √ 3.× 4. × 5. √ 6.√ 7. × 8. √ 9. √ 10. ×

四、简答

1．答：模具表面硬化和强化的目的是：提高模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性、抗咬合性和疲劳强度。

表面强化技术中，以前常工艺采用渗碳硬化、高频表面硬化和氮化等。最近又开发了多种新的表面硬化技术：CVD 化学气相沉积法和PVD 物理气相沉积法，TD 涂覆碳化物法，离子氮化法，渗硼法、电子束或激光加热表面硬化法，电火花强化法，等离子喷涂WC 法及模具表面镀铬法等。

2．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、铣、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。

3．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

4．答：高温淬火：获得板条状马氏体为主的淬火组织，并提高钢的淬透性，使模具具有高的强度、塑性和断裂韧性。

复合强韧化处理（双重淬火法）：将模具的锻热淬火与最终热处理淬火回火相结合的处理工艺，在模具毛坯停锻后用高温淬火及高温回火取代原来的球化退火，经此处理后钢中碳化物细小而均匀，基本上消除了常规工艺难以消除的带状碳化物。

复合等温处理：处理后模具的表层组织为马氏体与下贝氏体，心部组织为下贝氏体。

五、综合题（15分）

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

锻造与淬火：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550－600ºC。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。