模具材料失效分析考试复习题

1、模具寿命：因磨损或其他形式的失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。

2、模具失效：模具受到破坏，不能通过修复而继续服役时叫做模具的失效。

3、模具寿命与产品成本的关系？产品成本随着模具寿命的增加而下降。

4、产品成本的因素：模具材料，制造工艺。

5、模具失效分类：①磨损失效（磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损）②断裂失效③塑性变形

6、磨损失效：由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质而使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役。

7、模粒磨损：外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料的脱落。

8、粘着磨损:工件与模具表面相对运动时，由于表面的凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。

9、脆性断裂：断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形的断裂，分为一次性断裂和疲劳断裂。

10、多种形式的交互作用：①磨损对断裂及塑性变形的促进作用：磨损沟痕可成为裂纹的发源地。当有磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成裂纹。模具局部磨损后，会带来承载能力的下降以及易受偏载，造成另一部分承受过大说我盈利而产生塑性变形。②塑性变形对磨损和断裂的促进作用：局部塑性变形后，改变了模具零件间正常的配合关系。如模具间隙不均匀，间隙变小，必然造成不均匀磨损，磨损速度加快，促进磨损失效。另塑性变形后，模具间隙不均匀，承力面变小，会带来附加的偏心载荷以及局部应力过大，造成应力集中，并由此产生裂纹，促进断裂失效。

11、模具寿命的影响因素：模具结构、模具工作条件、模具材料性能、模具制造、模具管理与维护

12、圆角半径对模具寿命的影响？采取啥措施？过小的凸模圆角半径在板料拉深中增加成形力，在模锻中，易造成锻件折叠缺陷。过小的凹模圆角半径会使局部受力恶化，在圆角半径处产生较大的应力集中，易萌生裂纹，导致断裂。大的圆角半径使模具受力均匀，不易产生裂纹。措施：在凸模圆角半径处采用润滑；选择合理的间隙。

13、寿命与材质的关系？金属件成形模比非金属件成形模的寿命低，因为非金属件材料的强度低，所需的成形力小，模具受力小，模具寿命高。铝、铜等有色金属件模具比黑色金属成形件寿命高。

14、温度与寿命的影响？坯料温度越高，模具材料强度下降越厉害，温度应力和热冲击越大，模具寿命越低。

15、裂纹临界应力强度因子：材料抗裂纹扩展的能力。

16、为啥先锻造，锻造的目的？通过锻造可以获得所需要的模块内部组织和使用性能以及近似形状的尺寸，改善材料内部缺陷。

17、氧化和脱碳：模具热处理加热过程中如果不采取措施，超过一定温度后就会产生氧化和脱碳。氧化使表面形成氧化皮，影响模具冷却的均匀性。脱碳则造成淬火后硬度不足，或出现软点。采用盐浴炉加热和箱式保护加热可有效防止。

18、过热：由于加热温度过高或是高温下加热时间过长，引起晶粒粗化的现象。模具过热会使力学性能变差，热处理易变形、开裂。过热可通过退火，然后按正确的淬火工艺重新淬火的方法挽救，但过烧只能报废。

19、过烧：加热温度远远超过了正常的加热温度，以致晶界出现熔化和氧化的现象。

20、模具维护：①现场维护：预热、间歇工作时的保温、停工时的缓冷②非现场维护：去应力退火、超前修模

21模具的失效因素：热处理52.2，原材料17.8，使用10，机械加工8.9，锻造7.8，设计3.3 22、热处理工艺性能：要求热处理变形小，淬火温度范围宽，过热敏感性小，脱碳敏感性低，要有足够的淬硬性和淬透性。

23、模具选材的原则：使用性能足够、工艺性能良好、供应上能保证、经济性合理

24、拉拔模及成形模@工作条件：工作时物料受拉应力延伸变形。模具在工作时，凹模受径向张力和摩擦力，凸模收到压力以及摩擦力。@失效形式：模具因严重磨损而失效，因表面产生

沟槽而报废，还产生咬合、檫伤、变形等失效。@性能要求：对拉拔模，要有很高的耐磨性，高的硬度，好的抗咬合性。对成形模除了以上的性能外，还要求一定强韧性。

25、冷作模具钢选材标准：按模具大小考虑选材、按模具形状和受力考虑选材、按模具的性能要求选材、按模具压制产品的批量考虑选材、按模具的用途选材

26、锤锻模@工作条件：工作时承受巨大的冲击载荷还受到很大的压应力、拉应力和弯曲应力；锻压时模具快速加热，结束时用水或油冷而剧烈降温，对模具产生急冷急热的作用；加工坯料对锻模型腔有强烈摩擦。@失效形式：产生磨损，包括粘着、氧化、磨粒磨损均有；

可能发生断裂，受到急热急冷作用极易产生热疲劳裂纹，形成龟裂；还可能引起塑性变形，造成型面坍塌。@性能要求：高的耐磨性及一定的硬度，良好的耐热疲劳性，良好的导热性，良好的工艺性和抗氧化性。

27、压力机锻模及热挤压模@工作条件：模具承受巨大压力，但冲击力不太大；工作时，与炽热金属接触的时间比锤锻模长，受热厉害。@失效形式：有断裂、冷热疲劳、塑性变形、磨损及表面氧化腐蚀。@性能要求：要求具有较高的耐热疲劳性和热稳定性，并且具有较高的热强性。

28、特殊用途热作模具钢分类：超高强度钢、马氏体失效钢、高速工具钢、奥氏体耐热钢

29、压力机锻模的选材：要求较低的压力机锻模选择低耐热高韧性钢；一般选用中耐热韧性钢；要求压力机锻模选用高耐热性钢

30、塑料膜具钢的性能要求：较高的硬度，好的耐磨性，足够的硬化深度，心部有足够强韧性，以免脆断、塑性变形；一定的抗热性，在150～250℃长期工作，不氧化、不变形，尺寸稳定性好；对有腐蚀介质析出时，要求有一定耐蚀性。

31、模具表面强化的作用：不仅能提高模具表面耐磨性及其他性能，而且能使模具内部保持足够的强韧性，这对于改善模具的综合性能，节约合金元素，大幅度降低模具成本，充分发挥材料的潜力，以及更好地利用新材料，都是十分有效的。

32、表面强化处理按原理分：化学热处理、表面涂覆处理、表面加工强化处理

33、模具的氮碳共渗作用：提高工件的耐磨性、抗胶合、抗擦伤、抗疲劳和耐腐蚀等性能，而且还具有不受钢种限制和处理温度低、时间短、变形小等特点。

34、提高冲裁模寿命的措施：尽量采用大间隙；采用弹性卸料板；采用导向装置；增加凸模刚度；选取耐磨性好的模具材料；采用表面强化技术；超前维修。

35、提高拉深模寿命的措施：正确选用模具材料；合理润滑；表面处理

36、提高锤锻模寿命的主要措施：合理选取模具硬度；合理选取模具材料；进行表面强化；正确使用与维护（1锻前将模具预热到250～300℃；2工间休息时要对模具保温；3模具使用结束后应缓冷；4锻造过程中应经常将模具型腔涂冷却剂和润滑剂；5要控制工作节奏，避免模具温度升得过高；6模具使用一段时间后，应卸下进行去应力退火，并超前修复。）

37、模具性能：使用性能和工艺性能

填空题

1．在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。

2．根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行退火和调湿处理。

3．塑料模具的组成零件按其用途可以分为成型零件与结构零件两大类。

4．在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。

5．塑料一般是由树脂和添加剂组成。

6．塑料注射模主要用来成型热塑性塑料件。压缩成型主要用来成型热固性塑料件。

7．排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。

8．注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。

9．凹模其形式有整体式和组合式两种类型。

10．导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。

11．树脂分为天然树脂和合成树脂。

12．注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是压力、时间和温度。