模具熱處理復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、模具材料及熱處理復(fù)習(xí)思考題1、名詞解釋題：基體鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時(shí)效硬化型塑料模具鋼、熱穩(wěn)定性、熱疲勞、 降碳高速鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)合金。答： 1. 基體鋼：成分與高速鋼淬火后的基體組織成分大致相同，而性能有所改善的一類鋼2. 預(yù)硬型塑料模具鋼：鋼廠供貨時(shí)已預(yù)先對(duì)模具鋼進(jìn)行熱處理，使之達(dá)到了模具使用時(shí)的硬度3. 時(shí)效硬化型塑料模具鋼：是指模具零件在淬火（固溶）后變軟（硬度約為28-34HRC），便于切削加工成形，然后再進(jìn)行時(shí)效硬化，獲得所需的綜合力學(xué)性能4. 熱穩(wěn)定性：鋼在受熱過(guò)程中保持組織和性能穩(wěn)定的能力。5. 熱疲勞：金屬材料由于溫度梯度循環(huán)引起的熱應(yīng)力循環(huán)（或熱應(yīng)變循環(huán)） ，而產(chǎn)生的 疲勞

2、破壞現(xiàn)象，稱為熱疲勞。6. 降碳高速鋼： 是為了提高韌性而研制出來(lái)的一種降碳降釩的低碳高速鋼類型的冷作模具鋼7. 鋼結(jié)硬質(zhì)合金：是以難熔金屬碳化物為硬質(zhì)相，以合金鋼為粘結(jié)劑，用粉末冶金方法 生產(chǎn)的一種新型模具材料2、冷作模具鋼應(yīng)具備哪些性能？答：1. 模具的耐磨性 2. 模具的韌性 3. 模具的強(qiáng)度 4. 模具的抗疲勞性能 5. 模具的抗咬合性6.模具的溫度 7. 可鍛性 8.可加工性 9. 可磨削性 10.熱處理工藝性3、為什么碳素工具鋼不宜制作大中型和復(fù)雜的模具零件。答：由于碳素工具鋼在珠光體和貝氏體區(qū)的過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性低，造成模具鋼淬透性低， 淬火溫度范圍窄， 淬火變性大， 較大的模具就

3、不能淬透， 較大模具表面淬硬層和中心部分之 間的硬度相差很大， 容易使模具在淬火時(shí)形成裂紋， 并且這類模具鋼很容易產(chǎn)生過(guò)熱， 與合 金鋼相比，制造的模具零件使用壽命低，因此不宜制作· ·······4、各類塑料模對(duì)所使用的材料應(yīng)有哪些基本性能要求。答： 1.足夠的強(qiáng)度和硬度 2. 良好的耐磨性和耐腐蝕性 3.足夠的韌性 4.較好的耐熱性能 和尺寸穩(wěn)定性 5. 良好的導(dǎo)熱性 6. 塑性好，變形抗力小，可鍛性好 7. 優(yōu)良的切削加工性和磨削加工性能 8. 較好的焊接性能 9. 足夠的淬透性和淬硬性 10. 鏡面拋光性能

4、5、壓鑄模對(duì)材料性能有哪些要求？其淬回火工藝制定應(yīng)注意什么問(wèn)題？答： 1.較高的高溫強(qiáng)度和良好的韌性 2. 良好的耐磨性能 3. 高的熱穩(wěn)定性 4.優(yōu)良的耐熱 疲勞性 5. 高淬透性 6. 良好的導(dǎo)熱性 7. 良好的成形加工工藝性能工藝 注意：要求較高韌性，采用低溫淬火；要求高溫強(qiáng)度，采用高溫淬火。 形狀簡(jiǎn)單，變形要求不高，采用油冷；形狀復(fù)雜，變形要求高，采用分級(jí)淬 火。防止變形和開裂，都不能冷到室溫。要有充分的回火，一般回火 3 次，回火后采用油冷或空冷，不少于2h。6、何為時(shí)效硬化型塑料模具鋼？簡(jiǎn)述其成分、性能及應(yīng)用特點(diǎn)？ 答：是指模具零件在淬火（固溶）后變軟（硬度約為28-34HRC），

5、便于切削加工成形，然后再進(jìn)行時(shí)效硬化，獲得所需的綜合力學(xué)性能有高的屈強(qiáng)比，良好的切削加工性能和焊接性能，熱處理工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 主要用于制造精密，復(fù)雜的熱塑性塑料制品用模具7、合金鋼的分類方法？答： 1、按合金元素含量 低合金鋼（合金元素總量低于 5%）、 中合金鋼（合金元素總量為 5%-10%） 高合金鋼（合金元素總量高于 10%）。2、按合金元素成分鉻鋼（ Cr-Fe-C）鉻鎳鋼（ Cr-Ni-Fe-C）錳鋼（ Mn-Fe-C）硅錳鋼（ Si-Mn-Fe-C）3、按金相組織分珠光體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼4、按用途分合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼8、塑料模具鋼的使用性能要求是什么？

6、答： 1.足夠的強(qiáng)度和硬度 2. 良好的耐磨性和耐腐蝕性 3.足夠的韌性 4.較好的耐熱性能 和尺寸穩(wěn)定性 5. 良好的導(dǎo)熱性9、金屬材料硬度檢測(cè)方法有幾種？ 答：布氏硬度實(shí)驗(yàn)，洛氏硬度實(shí)驗(yàn)，維氏硬度實(shí)驗(yàn)，顯微硬度實(shí)驗(yàn)10、熱作模具鋼對(duì)硬度使用性能要求？ 答：熱作模具鋼對(duì)硬度要求適當(dāng)，側(cè)重于紅硬性，導(dǎo)熱性和耐磨性。因此含碳量低，合 金元素以增加淬透性，提高耐磨性，紅硬性為主。11、熱作模具鋼分類方法？答： 1.按用途分類 2. 按耐熱性分類 3. 按特有性能分類 4. 按合金元素分類12、冷作模具鋼應(yīng)具備哪些特性？ 答：(1)使用性能：良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性能、良好的

7、 抗咬合能力；( 2)工藝性能：可鍛性、可加工性、可磨削性、熱處理工藝性；熱處理工藝性包括：淬 透性、回火穩(wěn)定性、脫碳傾向、過(guò)熱敏感性、淬火變形與開裂傾向等。13、什么是基體鋼 ?有哪些典型鋼種 ?與高速鋼相比，其成分、性能特點(diǎn)有什么不同?應(yīng)用場(chǎng)合如何 ?答：所謂基體鋼，就是通過(guò)降低高速鋼中碳含量與合金元素優(yōu)化，減少鋼中過(guò)剩碳 化物，從而改善高速鋼塑性和韌性而研制出的一種超高強(qiáng)度鋼。典型鋼號(hào)： 65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)鋼、 7Cr7Mo2V2Si(LD) 鋼、 5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al) 鋼。 成分特點(diǎn)： 其碳含量梢高于高速鋼的基體的碳含量， 以增加一次碳化物和提

8、高耐磨性。 一些鋼中還加入少量的強(qiáng)化物形成元素性能。性能特點(diǎn)：基體鋼中共晶碳化物數(shù)量少且細(xì)小均勻分布，韌性相對(duì)提高，其抗彎強(qiáng)度、 疲勞抗力也有所改善，但耐磨性低于高速鋼。應(yīng)用： 基體鋼主要用于要求高強(qiáng)度和足夠韌性的冷擠壓、 冷鐓等模具， 有些基體鋼還可 用于熱作模具鋼。14、從工藝性能和承載能力角度試判斷下列鋼號(hào)屬于哪類冷作模具鋼：W6Mo5Cr4V，2 W18Cr4V 屬于高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼、Cr4W2MoV， Crl2MolVl ，屬于高耐磨微變形冷作模具鋼、5CrW2Si 屬于抗沖擊冷作模具鋼、9Crl8 屬于耐蝕冷作模具鋼、9Cr6W3Mo2V2 GM（9Cr6W3Mo2V2屬 于

9、高耐磨高強(qiáng)韌性冷作模具鋼、GCrl5 T10 屬于低淬透性冷作模具鋼、CrNiSiMnMoV 7CrSiMnMoV GD（6CrNiSiMnMoV 6W6Mo5Cr4V 7Cr7Mo2V2Si 屬于高強(qiáng)韌性冷 作模具鋼、CrWM、n 9Mn2V屬于低變形冷作模具鋼、15、沖裁模的熱處理基本要求有哪些 ?其熱處理工藝有什么特點(diǎn) ? 答：沖裁模的熱處理主要是根據(jù)不同的模具材料制定相應(yīng)的淬火藝，分幾次加熱，用什么介質(zhì)冷卻，不同的材料熱處理工藝不同，同種材料，為得到不同的硬度， 熱處理工藝也不 同。淬火后要立即回火，回火溫度要根據(jù)你想要的硬度和韌性來(lái)定。16、比較低淬透性冷作模具鋼與低變形冷作模具鋼在

10、性能、應(yīng)用上的區(qū)別。 答：低淬透性冷作模具鋼： （ 1）碳素工具鋼：性能：鍛造工藝性好，易退火軟化，熱處 理后有較高的硬度和耐磨性。 缺點(diǎn)：淬透性低， 熱硬性、耐磨性差， 淬火溫度范圍窄； 應(yīng) 用：適宜制造尺寸較小，形狀簡(jiǎn)單，受載較輕，生產(chǎn)批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具鋼高；淬火后，回火尺寸變化不大；Cr 提高該鋼的回火穩(wěn)定性，回火后有較高的強(qiáng)韌性、耐磨性；應(yīng)用： 適用于制造精度要求較高的小尺寸落料模、 冷擠壓模、 搓絲板和成型模等。 低變形 冷作模具鋼：（ 1）CrWMn 性能： 具有較高的淬透性， 由于加入 1.20% 1.60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 鎢

11、，形成碳化物， 所以在淬火和低溫回火后具有一定的硬度和耐磨性。 鎢有助于保持細(xì)小晶 粒，從而使鋼具有較好的韌性， 該鋼對(duì)形成網(wǎng)狀碳物比較敏感， 而且這種碳公物網(wǎng)使工具刃 部有剝落的危險(xiǎn)。應(yīng)用：使用較為廣泛的冷作模具鋼。用于制造量具，如板牙、塊規(guī)、樣柱和樣套， ，以及形 狀復(fù)雜的高精度沖模等。（2）9Mn2V 性能：綜合力學(xué)性能比碳素工具我鋼， 具有較高的硬度和耐磨性， 淬透性很好， 淬火時(shí)變形較小。由于鋼中含有一定量的釩， 細(xì)化了晶粒，減小了過(guò)熱敏感性。碳化物不均 勻性比 CrWMn鋼好。 應(yīng)用：用于制造各種精密量具、樣板，以及一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、 料模、剪刀、絲錐、板牙

12、和鉸刀等。17、比較 Crl2 型冷作模具鋼與高速鋼在性能、應(yīng)用上的區(qū)別。答 Cr12 型冷作模具鋼： 性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有較好的淬透性和良好的耐磨性。由于鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)2.30%， 從而鋼變得硬而脆， 所以沖南韌性較差， 幾乎不能承受較大的沖擊荷載，易脆裂， 而且易形 成不均勻的共晶碳化物。應(yīng)用：用于制造受沖擊荷載較小，且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭，剪 切硬且薄的金屬的冷切 剪刃、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。高速鋼： 性能：具有高強(qiáng)度、高抗壓性、高耐磨性，同時(shí)具有很高的回火穩(wěn)定性和熱硬性。其承載能力位于各種傳統(tǒng)的冷作模 具鋼之首。與 Cr12

13、MoV鋼相比，韌性、耐 磨性和抗扭強(qiáng)度稍差。應(yīng)用：主 要用來(lái)制作重負(fù)載沖頭，如冷擠壓鋼鐵材料的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板沖孔沖頭(直徑為 10-25mm) ，直徑小于 5-6mm的小凸模以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強(qiáng)度鋼板的中、小型凸模和 粉末冶金壓模等。19、何為預(yù)硬型塑料模具鋼 ?簡(jiǎn)述其成分、性能及應(yīng)用特點(diǎn)。 答：指供貨時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱處理， 并達(dá)到模具使用狀態(tài)硬度， 在此硬度條件下將模具 成型加工，不再進(jìn)行熱處理而直接使用，從而保證了模具制造精度。常用鋼種： 3Cr2NiMo, 3Cr2Mo( P20) , 4Cr5MoSiV1、 5CrNiMnMoSCa (5NiSCa) 、 8Cr

14、2MnWMoVS(8Cr2S)成分： %C： 0.35 0.65 之間，含有一定量的 Cr、 Mn、V 等合金元素，保證較高的淬透 性。屬中碳低合金鋼。用于制造型腔復(fù)雜、精密，使用壽命要求高的大、中型塑料模具20、選擇塑料模材料的依據(jù)有哪些 ?請(qǐng)為下列工作條件下的塑料模選用材料： (1)形狀簡(jiǎn)單，精度要求低、批量不大的塑料模；(2)高耐磨、高精度、型腔復(fù)雜的塑料模；(3) 大型、復(fù)雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射模；(4) 耐蝕、高精度塑料模具。答：作業(yè) (1) 形狀簡(jiǎn)單，精度要求低、 批量不大的塑料模； 選普通材料如碳素鋼或合金鋼 等，例 45，40Cr (2) 高耐磨、高精度、型腔復(fù)雜的塑料模；

15、選用預(yù)硬型塑料模具鋼。 如 3Cr2Mo (P20)、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1 鋼等(3) 大型、復(fù)雜、產(chǎn)品批量大的塑料注射摸；選 PMS、06Ni 和 18 Ni 等時(shí)效硬化鋼或預(yù)硬化 型鋼 P20 系列。(4) 耐蝕、高精度塑料模具； 常用 9Cr18 、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、0Cr16Ni4Cu3Nb (PCR)等；也可選用普通材料制作模具，再進(jìn)行鍍鉻或其他耐腐蝕的表面處理。21、熱作模具的失效抗力指標(biāo)主要有哪些?它與材料性能間的關(guān)系如何 ?答： 1)高溫 硬度：高溫硬度的高低，主要決定于模具鋼 所含合金元素的 種類和 含量。其數(shù)值 與該鋼的屈服強(qiáng)度

16、、塑性有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此是熱作模具失效的主要抗力指標(biāo)。2) 熱穩(wěn)定性：找出溫度與保持時(shí)間及硬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而可評(píng)價(jià)各種材料的熱穩(wěn)定性差異。該數(shù)據(jù)對(duì)鍛壓生產(chǎn)很有用，它可估其鍛模的使用壽命。3) 抗氧化性：由于高溫模具的模腔表面產(chǎn)生氧化，會(huì)加速熱磨損失效和熱疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展因此該性能應(yīng)作為模具失效的因素予以重視22、常用錘鍛模用鋼有哪些 ?試比較 5CrNiMo 與 45Cr2NiMoVSi 鋼的性能特點(diǎn)、應(yīng)用范圍有什 么區(qū)別 ?答：常 用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、5CrNiW、 5CrNiTi 及5CrMnMoSiV等。1)5CrNiMo鋼以良好的綜合力學(xué)性能和良好

17、的淬透性而著稱， 5CrNiMo 鋼適合于制造受力較輕的中小型 錘鍛模。2)45Cr2NiMoVS是新型的熱作模具鋼，成分與 5CrNiMo 相比，碳量稍低，提高了 Cr和 Mo的含量，并加入了適量的 V和 Si，回火 時(shí)析出 M2C，MC型碳化物，使鋼具有二次硬化效應(yīng)。與5CrNiMo相比有如下優(yōu)點(diǎn)： 透 性明顯提高，熱穩(wěn)定性比 5CrNiMo 高15氏度，具有高的強(qiáng)韌性，抗熱疲勞和熱磨損性能高， 具有優(yōu)良的使用性能，其使用壽命較目前應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外錘鍛模鋼種均有明顯的提高23、常用熱擠壓模具鋼有哪些系列 ?舉出各系列的典型鋼種，并比較鉻鋼、鉻鉬鋼和鉻鎢鉬 鋼的性能、應(yīng)用上的區(qū)別。1)常用的熱擠壓模具鋼有 4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1,3Cr2W8V， 4Cr5W2VSi鋼等。2)24、與其它熱作模具相比，壓鑄模的工作條件、對(duì)材料的性能要求有什么不同?答： 壓鑄模是模具中比較突出的模具，在生產(chǎn)中他有個(gè)“三高”的工作特點(diǎn)是：“高溫、 高速、高壓”。 他要求材料能夠應(yīng)對(duì)“三高”，一般的材料做的模具壽命都很短，我國(guó)幾 忽都是用的進(jìn)口熱作模具鋼。 (如： 8407 、2344