1、模具材料及熱處理復習思考題1、名詞解釋題：基體鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、熱穩定性、熱疲勞、 降碳高速鋼、鋼結硬質合金。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. 預硬型塑料模具鋼：鋼廠供貨時已預先對模具鋼進行熱處理，使之達到了模具使用時的硬度3. 時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，然后再進行時效硬化，獲得所需的綜合力學性能4. 熱穩定性：鋼在受熱過程中保持組織和性能穩定的能力。5. 熱疲勞：金屬材料由于溫度梯度循環引起的熱應力循環（或熱應變循環） ，而產生的 疲勞

2、破壞現象，稱為熱疲勞。6. 降碳高速鋼： 是為了提高韌性而研制出來的一種降碳降釩的低碳高速鋼類型的冷作模具鋼7. 鋼結硬質合金：是以難熔金屬碳化物為硬質相，以合金鋼為粘結劑，用粉末冶金方法 生產的一種新型模具材料2、冷作模具鋼應具備哪些性能？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雜的模具零件。答：由于碳素工具鋼在珠光體和貝氏體區的過冷奧氏體穩定性低，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形成裂紋， 并且這類模具鋼很容易產生過熱， 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、各類塑料模對所使用的材料應有哪些基本性能要求。答： 1.足夠的強度和硬度 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 和尺寸穩定性 5. 良好的導熱性 6. 塑性好，變形抗力小，可鍛性好 7. 優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、壓鑄模對材料性能有哪些要求？其淬回火工藝制定應注意什么問題？答： 1.較高的高溫強度和良好的韌性 2. 良好的耐磨性能 3. 高的熱穩定性 4.優良的耐熱 疲勞性 5. 高淬透性 6. 良好的導熱性 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；要求高溫強度，采用高溫淬火。 形狀簡單，變形要求不高，采用油冷；形狀復雜，變形要求高，采用分級淬 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、何為時效硬化型塑料模具鋼？簡述其成分、性能及應用特點？ 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，然后再進行時效硬化，獲得所需的綜合力學性能有高的屈強比，良好的切削加工性能和焊接性能，熱處理工藝簡單等優點 主要用于制造精密，復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、按用途分合金結構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 和尺寸穩定性 5. 良好的導熱性9、金屬材料硬度檢測方法有幾種？ 答：布氏硬度實驗，洛氏硬度實驗，維氏硬度實驗，顯微硬度實驗10、熱作模具鋼對硬度使用性能要求？ 答：熱作模具鋼對硬度要求適當，側重于紅硬性，導熱性和耐磨性。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、冷作模具鋼應具備哪些特性？ 答：(1)使用性能：良好的耐磨性、高強度、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、回火穩定性、脫碳傾向、過熱敏感性、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、性能特點有什么不同?應用場合如何 ?答：所謂基體鋼，就是通過降低高速鋼中碳含量與合金元素優化，減少鋼中過剩碳 化物，從而改善高速鋼塑性和韌性而研制出的一種超高強度鋼。典型鋼號： 65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)鋼、 7Cr7Mo2V2Si(LD) 鋼、 5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al) 鋼。 成分特點： 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化物形成元素性能。性能特點：基體鋼中共晶碳化物數量少且細小均勻分布，韌性相對提高，其抗彎強度、 疲勞抗力也有所改善，但耐磨性低于高速鋼。應用： 基體鋼主要用于要求高強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屬于哪類冷作模具鋼：W6Mo5Cr4V，2 W18Cr4V 屬于高強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 ? 答：沖裁模的熱處理主要是根據不同的模具材料制定相應的淬火藝，分幾次加熱，用什么介質冷卻，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，回火溫度要根據你想要的硬度和韌性來定。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、應用上的區別。 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：淬透性低， 熱硬性、耐磨性差， 淬火溫度范圍窄； 應 用：適宜制造尺寸較小，形狀簡單，受載較輕，生產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 提高該鋼的回火穩定性，回火后有較高的強韌性、耐磨性；應用： 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%（質量分數） 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。 鎢有助于保持細小晶 粒，從而使鋼具有較好的韌性， 該鋼對形成網狀碳物比較敏感， 而且這種碳公物網使工具刃 部有剝落的危險。應用：使用較為廣泛的冷作模具鋼。用于制造量具，如板牙、塊規、樣柱和樣套， ，以及形 狀復雜的高精度沖模等。（2）9Mn2V 性能：綜合力學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， 淬火時變形較小。由于鋼中含有一定量的釩， 細化了晶粒，減小了過熱敏感性。碳化物不均 勻性比 CrWMn鋼好。 應用：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、應用上的區別。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。由于鋼中碳質量分數最高可達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、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。高速鋼： 性能：具有高強度、高抗壓性、高耐磨性，同時具有很高的回火穩定性和熱硬性。其承載能力位于各種傳統的冷作模 具鋼之首。與 Cr12

13、MoV鋼相比，韌性、耐 磨性和抗扭強度稍差。應用：主 要用來制作重負載沖頭，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、高強度鋼板的中、小型凸模和 粉末冶金壓模等。19、何為預硬型塑料模具鋼 ?簡述其成分、性能及應用特點。 答：指供貨時已預先進行了熱處理， 并達到模具使用狀態硬度， 在此硬度條件下將模具 成型加工，不再進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有哪些 ?請為下列工作條件下的塑料模選用材料： (1)形狀簡單，精度要求低、批量不大的塑料模；(2)高耐磨、高精度、型腔復雜的塑料模；(3) 大型、復雜、產品批量大的塑料注射模；(4) 耐蝕、高精度塑料模具。答：作業 (1) 形狀簡單，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、型腔復雜的塑料模；

15、選用預硬型塑料模具鋼。 如 3Cr2Mo (P20)、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1 鋼等(3) 大型、復雜、產品批量大的塑料注射摸；選 PMS、06Ni 和 18 Ni 等時效硬化鋼或預硬化 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主要有哪些?它與材料性能間的關系如何 ?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。其數值 與該鋼的屈服強度

16、、塑性有一定的對應關系。因此是熱作模具失效的主要抗力指標。2) 熱穩定性：找出溫度與保持時間及硬度的對應關系，從而可評價各種材料的熱穩定性差異。該數據對鍛壓生產很有用，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生氧化，會加速熱磨損失效和熱疲勞裂紋的萌生與擴展因此該性能應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、應用范圍有什 么區別 ?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 時析出 M2C，MC型碳化物，使鋼具有二次硬化效應。與5CrNiMo相比有如下優點： 透 性明顯提高，熱穩定性比 5CrNiMo 高15氏度，具有高的強韌性，抗熱疲勞和熱磨損性能高， 具有優良的使用性能，其使用壽命較目前應用的國內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、應用上的區別。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，在生產中他有個“三高”的工作特點是：“高溫、 高速、高壓”。 他要求材料能夠應對“三高”，一般的材料做的模具壽命都很短，我國幾 忽都是用的進口熱作模具鋼。 (如： 8407 、2344