第一篇：模具材料與熱處理論文

沖壓模具材料的分類及強(qiáng)化處理技術(shù)

[摘要] ：隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是汽車、電子、航空工業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的產(chǎn)品要求模具在高溫、高速條件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上給模具制造業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。文章從常用沖壓模具材料的種類、沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理的影響、沖壓模具表面處理技術(shù)等方面出發(fā)，對(duì)常用沖壓模具材料的分類及處理技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)分析。

[關(guān)鍵詞] ：沖壓模具材料 ；熱處理 ；表面處理 ；模具材料性能

模具作為工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，在其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，具有

生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件精度高、復(fù)雜程度高等優(yōu)勢(shì)，這些是其它加工制造技術(shù)無(wú)法比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車、電子、機(jī)械、儀表、家電、航空等行業(yè)中。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，模具作為重要工藝設(shè)備極大的促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展，但是隨著模具種類的不斷增多，形狀越來(lái)越復(fù)雜，加工工藝越來(lái)越困難，再加上熱處理技術(shù)的限制，模具技術(shù)的發(fā)展速度逐漸緩慢，并出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。在這種情況下，有必要對(duì)模具材料的種類進(jìn)行分析并選取合適的模具材料以及對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)，確保模具質(zhì)量。常見(jiàn)沖壓模具材料的種類及性能

1.1 常見(jiàn)沖壓模具材料種類

常見(jiàn)沖壓模具材料主要包括碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高

鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。其中，碳素工具鋼價(jià)格便宜、加工性能較好，熱處理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸較小、形狀簡(jiǎn)單且承受荷較小的模具零件中使用；低合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入適量的合金元素而形成的。它的優(yōu)勢(shì)是能有效的降低淬火冷卻速度，將熱應(yīng)力和組織應(yīng)力降至最低，同時(shí)減小淬火變形和降低開(kāi)裂傾向；高碳高鉻工具鋼不僅具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性優(yōu)勢(shì)，還具有較好的淬透性、淬硬性、高穩(wěn)定性等優(yōu) 勢(shì)，熱處理變形很??；高速鋼硬度較高，還具有較高的抗壓強(qiáng)度和耐磨性，通常采用快速加熱和低溫淬火工藝，在一定程度上改善了材料的韌性。但是高速鋼中的合金元素含量較高、成本高、脆性較大，再加上其工藝性能不佳，不能廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中；基體鋼是在高速鋼的基礎(chǔ)上添加少量的其它元素，在具有高速鋼好的耐磨性和硬度的前提下，其抗彎強(qiáng)度和韌性均有所提高。一般用于制造冷擠壓、冷鐓模具；硬質(zhì)合金一般具有較高的硬度和耐磨性，而鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能更佳，它是以鐵粉加入少量的合金元素粉末做粘合劑，以碳化鈦、碳化鎢等材料作為硬質(zhì)相，用粉末冶金的方法燒結(jié)而成，用這種材料制作的模具堅(jiān)固耐用，適合在大批量生產(chǎn)用模具上應(yīng)用。

1.2 模具材料性能

在模具材料的選用過(guò)程中，必須充分了解材料的使用性能和工藝性能。模具使用性能主要包括強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、抗疲勞性等。強(qiáng)度是材料抵抗變形能力和斷裂能力的指標(biāo)；硬度的高低將直接影響模具的使用壽命，對(duì)模具質(zhì)量有重要影響；韌性反映材料在較強(qiáng)的沖擊載荷的作用下，抵抗脆性斷裂的能力，也是模具鋼尤其是沖壓用冷作模具鋼的重要性能指標(biāo)；抗疲勞性是指材料在重復(fù)載荷條件下抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)。工藝性能主要包括鍛造性能和熱處

理性能等。鍛造性能是指材料經(jīng)受鍛壓時(shí)的工藝性能；熱處理工藝對(duì)模具質(zhì)量有很大影響，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，材料必須有較好的淬硬性和較高的淬透性，以保證模具硬度及耐磨性。沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理的影響

沖壓模具有很多類型，不同的沖壓模具對(duì)材料性能的要求也不同。因此，在選用模具材料時(shí)，應(yīng)該以模具工作條件和使用壽命為依據(jù)對(duì)模具材料和熱處理工藝進(jìn)行合理選擇，以保證模具質(zhì)量。某工 廠在選擇模具材料過(guò)程中，出于經(jīng)濟(jì)角度和熱處理簡(jiǎn)便的考慮，最終選擇T10A鋼，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該材料熱處理后硬度與要求相符，但熱處理后模具產(chǎn)生較大變形，最終導(dǎo)致模具報(bào)廢；為了保證模具熱處理后的性能，熱處理前應(yīng)該對(duì)模具材質(zhì)進(jìn)行分析。某工廠新進(jìn)一批結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的沖壓模具，熱處理后，模板上的圓孔變成橢圓形，甚至呈帶狀或塊狀分布。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是模具鋼中有不均勻的碳化物存在，因碳化物膨脹系數(shù)比鋼小，加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹，冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮，最終出現(xiàn)變形。從上述內(nèi)容可以看 出，沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理有重要影響。為了保證模具質(zhì)量和熱處理工藝的順利進(jìn)行，應(yīng)該對(duì)沖壓模具材料進(jìn)行合理選擇。3 沖壓模具的表面處理

模具除要求基體金屬具有足夠高的強(qiáng)度和韌性外，其表面性能對(duì)

生產(chǎn)效率和模具壽命也有很大影響，包括耐腐蝕性能、耐磨損性能及疲勞性能等。舉例說(shuō)明，沖壓生產(chǎn)高強(qiáng)度板材時(shí)，模具表面易產(chǎn)生劃傷、棱角磨損等缺陷，需要經(jīng)常下模修理，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。該問(wèn)題可以通過(guò)模具表面處理技術(shù)來(lái)解決。模具的表面處理技術(shù)已經(jīng)非常成熟，主要分為物理表面處理法和化學(xué)表面處理法兩種。

3.1 化學(xué)表面處理

從廣義上說(shuō)，化學(xué)表面處理可以分為表面擴(kuò)散滲入和表面涂覆兩大類型。其中，表面擴(kuò)散滲入的處理方法是將模具放置在具有特定溫度和特定活性介質(zhì)的密閉空間里保溫，使特定介質(zhì)滲入模具表面，改變模具表面的化學(xué)成分和組織，從而提高模具材料表面的耐磨性、耐蝕性等，主要包括滲氮、滲碳、碳氮共滲等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一層新材料的技術(shù)，以達(dá)到提高模具表面性能的效果，其中化學(xué)表面涂覆技術(shù)主要包括化學(xué)鍍、離子注入、化學(xué)氣相沉積等。

3.2 物理表面處理

物理表面處理技術(shù)是指用物理的辦法對(duì)模具材料的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，使模具表面獲得較高的力學(xué)性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高頻淬火等技術(shù)，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲勞性能等。結(jié)語(yǔ)

模具憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，然而在生產(chǎn)制造過(guò)程中，模具容易因材料選擇錯(cuò)誤或處理技術(shù)不合適等出現(xiàn)相應(yīng)問(wèn)題，在一定程度上影響模具質(zhì)量和使用壽命。文中通過(guò)對(duì)常用沖壓模具材

料的種類進(jìn)行分析，并采取合適的熱處理、表面處理技術(shù)，使沖壓模具的性能得到改良，在生產(chǎn)中更好的發(fā)揮其作用。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)模具的性能和精度要求將會(huì)進(jìn)一步提高。為了更好的滿足時(shí)代發(fā)展需求，我們要不斷對(duì)沖壓模具材料、熱處理技術(shù)、表面處理技術(shù)進(jìn)行改良。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?jiān)剑摏_壓模具的選擇 [J]．電子機(jī)械工程，2009，2）．

[2] 趙步青．模具熱處理現(xiàn)狀及其展望 [J]．金屬加工（熱加工，2008，3）．

[3] 劉勝國(guó)．我國(guó)沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]．黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，1）．

[4] 陳雪菊，張超，陳慧．模具材料及其熱處理對(duì)冷沖模具壽 命的影響 [J]．科技信息，2010，4）．

[5] 林朝平．改善沖壓模具熱處理變形與開(kāi)裂的對(duì)策 [J]．熱 加工工藝，2007，18）．

第二篇：模具熱處理

一.技術(shù)先進(jìn)

QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)是世界最新金屬表面強(qiáng)化技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)在金屬表面滲入多種合金元素，從而大幅度提高產(chǎn)品的耐磨性能。它被廣泛用于汽車、機(jī)車、工程機(jī)械、紡織機(jī)械、輕工機(jī)械、儀表、工模具等各種行業(yè)。自德國(guó)DEGUSSA公司推出QPQ技術(shù)后,其用戶遍及德、美、英、日等國(guó)約800多家.如:美國(guó)的通用電器[GE]公司有該工藝不僅成功的取代了鍍硬鉻工藝,改善了機(jī)車柴油機(jī)缸套的耐磨、耐蝕性、而且降低了成本,同時(shí)消除了六價(jià)鉻的公害;日本本田公司有數(shù)套自動(dòng)化的QPQ設(shè)備分設(shè)國(guó)內(nèi)外,有150多種汽車、摩托車零件采用了此技術(shù),年處理量6萬(wàn)噸;豐田和日本公司每月數(shù)百噸零件采用此技術(shù)處理.國(guó)內(nèi)的殺害大眾汽車等眾多廠家采用此技術(shù)有于大量處理曲軸、模具、工具、汽車、柴油機(jī)、摩托車、紡織配件等.二.性能優(yōu)良

1.比較的表面硬度

產(chǎn)品經(jīng)QPQ處理2-3小時(shí)，總滲層可到達(dá)0.4-0.6MM，下面是部分材料

經(jīng)QPQ處理后的白亮深 度和硬度：

材料 牌號(hào)舉列 前處理 處理溫度 處理時(shí)間 表面硬度Hv0.1 白亮層深度

純 鐵 570 2-4小時(shí) 500-650 12-25μ

底碳鋼 A3，20，20Cr 570 2-4小時(shí) 550-770 12-25μ

中碳鋼 45，40Cr 570 2-4小時(shí) 550-770 12-25μ

高碳鋼 T8，T12 570 2-4小時(shí) 550-770 2-25μ

氮化鋼 38CrMoAL調(diào)質(zhì) 570 2-4小時(shí) 950-1050 12-20μ

鑄模鋼 3Cr2W8V 淬火 570 2-3小時(shí) 950-1000 10-17μ

熱模鋼 5CrMnMo淬火 570 2-3小時(shí) 770-900 10-20μ

冷模鋼 Cr12MoV高溫淬火 520 2-3小時(shí) ＞950 10-20μ

高速鋼 W6Mo5Cr4V2[刀具] 淬火 550 4-45分鐘 1000-1300

高速鋼 W18Cr4V[耐磨件] 淬火 570 2-3小時(shí) 1500 10-15μ

不銹鋼 1Cr13，4Cr13 570 2-3小時(shí) 900-1000 10-15μ 1Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小時(shí) 950-1150 10-15U不銹鋼 0Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小時(shí) 950-1150 總深度20μ

氣門(mén)鋼 5Cr21Mn9Ni4N固溶 570 2-3小時(shí) 950-1150 7μ

灰鑄鐵 HT20-40 570 2-3小時(shí) 500-650 總深＞0.1MM

球墨鑄鐵 QT60-2 570 2-3小時(shí) 500-650 總深度＞0.1MM

-30μ-12μ

2.良好的耐磨性、抗疲勞性

產(chǎn)品經(jīng)QPQ鹽浴復(fù)合處理后，耐磨性到達(dá)常規(guī)淬火及高頻淬火的16倍以上，是鍍硬鉻和離子氧化的2倍多。其疲勞極限提高百分之四十五以上。

材料 處理工藝 疲勞極限Kg/mm2 疲勞極限上升率

10號(hào)鋼 未處理 24 1.00

QPQ處理 39 1.6

345號(hào)鋼 未處理 28 1.00

QPQ處理 43 1.5442CrMo 未處理 42 1.00 QPQ處理 62 1.48

38CrMoAl 未處理 38 1.00

QPQ處理 61 1.6

3.極好的抗蝕性

產(chǎn)品經(jīng)QPQ處理后，具有極剛的抗蝕性，在大氣中和鹽霧中的抗蝕性比1Cr18Ni9Ti不銹鋼高4-5倍，比鋅硬鉻高16倍以上，比發(fā)黑高70倍已上。

4.極小的變形

產(chǎn)品經(jīng)QPQ鹽浴復(fù)合處理后，尺寸變化僅5-8μ形狀無(wú)變化，可以認(rèn)為是變形最小的硬化方法，可用來(lái)解決橫多常規(guī)熱處理無(wú)法解決的熱處理變形問(wèn)題。

5可以替代多道工序

該工藝不僅可以取代氧化、高頻淬火、滲碳等表面處理工藝，還可以替代淬火--回火--發(fā)黑三道工序，或替代滲碳--淬火--回火--鍍硬鉻四到工序，在提高產(chǎn)品耐磨性和抗蝕的同時(shí)，大大降低生產(chǎn)成本。

6.無(wú)公害水平高

本公司的鹽浴無(wú)害，廢水、廢氣等經(jīng)衛(wèi)生環(huán)保部門(mén)測(cè)試，遠(yuǎn)遠(yuǎn)底于國(guó)家排放的標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)全國(guó)各地用戶所在地區(qū)環(huán)保部門(mén)測(cè)試復(fù)查，證明了該工藝在無(wú)害方面的先進(jìn)水平。

三.應(yīng)用范圍廣

1適用材料

適用于各種工具鋼、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、純鐵、鑄鐵及粉冶金件。

2可取代以下工藝

大量取代滲碳淬火、高頻淬火、易變形件的淬火、離子氧化、發(fā)黑、硫化、鋅硬鉻、鍍裝飾鉻等。

普通結(jié)果鋼經(jīng)QPQ處理，字很多情況下可以代替不銹鋼。

3應(yīng)用的部分產(chǎn)品

模具： 各種冷拉模、熱擠模、沖模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模等。

工具： 滾絲輪、搓絲板、鉆頭、銑刀、絞刀、絲錐、滾刀、插齒刀、拉刀、刀體、刀桿等。

機(jī)床件： 摩擦片、導(dǎo)軌、電器鐵芯等。

汽車件： 曲軸、凸輪軸、氣門(mén)、齒輪、活塞環(huán)、球頭銷、差速器支架、氣彈簧活塞桿等。

摩托車： 齒輪、連桿鏈輪、離合器盤(pán)、活塞環(huán)等。

紡機(jī)件：絡(luò)筒機(jī)件、彈力絲機(jī)熱軌、冷軌、羅拉、鋼令圈等。

齒輪： 汽車同步器齒輪、建筑機(jī)械齒輪、軋鋼機(jī)傳送帶大齒輪等多種大小齒輪及蝸輪蝸桿。

液壓件：定字等。

機(jī)車： 缸套等零部件。

軸承行業(yè)：保持架、緊定套等。

本技術(shù)在工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、儀表、兵工等行業(yè)均有廣泛用途。

現(xiàn)在很多模具要鍍鉻的就可以用QPQ來(lái)代替。

它最大的優(yōu)點(diǎn)是：微變形，可以在模具試模合格后再來(lái)熱處理。

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3Cr2W8V鹽浴處理后，HRC為48左右，經(jīng)平面磨后，過(guò)不了多久，表面就會(huì)發(fā)黃，咋回事

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模具的加熱、保溫與冷卻

l 概述

模壓成型工藝是塑性材料最常見(jiàn)、歷史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法。它具有成型裝置簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的今天，仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一。然而，進(jìn)行壓縮模塑成型的模具設(shè)計(jì)能參考的文獻(xiàn)除了教科書(shū)、幾位前輩所著的專著、模具設(shè)計(jì)圖例以外，少有人總結(jié)模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技巧。

模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)不可或缺的一部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性，同時(shí)還影響產(chǎn)品的成型效率。加熱、保溫與冷卻設(shè)計(jì)

2．1 加熱管的設(shè)計(jì)要求

鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設(shè)計(jì)必須采用的加熱手段，可設(shè)計(jì)為單向接線、雙向接線等多種形式，材質(zhì)上可采用有縫管、無(wú)縫管、不銹鋼管等，特點(diǎn)是熱損失小、熱效率高、排線簡(jiǎn)單，可根據(jù)需要設(shè)

計(jì)為220V或380V，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制，模具設(shè)計(jì)中要注意它向身特點(diǎn)。（l）加熱管在兩端通常有較長(zhǎng)的冷端，并不能起到加熱的作用。

（2）加熱段的功率設(shè)計(jì)盡量不超過(guò)10瓦特／厘米的限制。如30厘米長(zhǎng)的加熱管，功率盡可能不要

超過(guò)300瓦。如果設(shè)計(jì)功率超過(guò)這個(gè)限制，加熱管表面負(fù)荷較高，鋼管易氧化腐蝕，造成短路。

（3）對(duì)于溫度高于250℃的模具設(shè)計(jì)，采用加熱管有一定難度。

我曾經(jīng)利用加熱管升溫達(dá)到420℃，但是這種成型溫度對(duì)加熱管質(zhì)量要求較高，需要經(jīng)常檢查電路的通暢與短路與否。因?yàn)檫@種條件下加熱管、接線端子、連接用的銅線、鋼片等介質(zhì)非常易于氧化，從而導(dǎo)致斷路。因此對(duì)電傳輸介質(zhì)需要進(jìn)行特殊處理，盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中，延長(zhǎng)導(dǎo)線的使用壽命。

烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種，特點(diǎn)是單位長(zhǎng)度功率高（通常直徑10mm，長(zhǎng)8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達(dá)到150瓦的輸出功率），耐用，安全性好，不易形成擊穿短路，可以通過(guò)鉆盲孔來(lái)埋設(shè)，缺點(diǎn)是難以定制設(shè)計(jì)，拆換時(shí)易碎、斷。

電路設(shè)計(jì)中不可缺少保險(xiǎn)、空氣開(kāi)關(guān)等保險(xiǎn)措施，操作地由要保持干凈整潔，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障，防止不必要的危險(xiǎn)。

2．2 加熱管的安裝鉆孔

從傳熱角度上理解，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實(shí)際上加熱管與模具并沒(méi)有多大接觸面積，傳熱的本質(zhì)是輻射，傳導(dǎo)是次要的。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強(qiáng)紅外輻射的涂層，同時(shí)也采用限制設(shè)計(jì)功率（10瓦特／厘米）的辦法以增長(zhǎng)加熱管的使用壽命。

因此在加工加熱管孔時(shí)，尤其是長(zhǎng)加熱管孔的加工沒(méi)必要設(shè)計(jì)太小的配合間隙，有效的設(shè)計(jì)方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合，可以采用填塞、封堵或設(shè)計(jì)擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱

量的損失。

2．3 加熱管的埋放

埋放的加熱管，最好采用與管內(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進(jìn)行充填，以降低加熱管表面的熱負(fù)荷，這種方法可以減少管的表面氧化，有效延長(zhǎng)管的使用壽命。有條件的話，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。

2．4 模具保溫方法

加強(qiáng)模具的保溫措施可以減少模具的熱損失，可使模具在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)溫度，減少能源浪費(fèi)。每個(gè)工程技術(shù)人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有一套獨(dú)特的解決辦法，我只談?wù)勎业慕?jīng)驗(yàn)。

2．4．l 加熱板的保溫措施

加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫，但石棉布不易擺放平整，對(duì)壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多，最常見(jiàn)的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對(duì)以用于密封隔熱用的材料，具有一定的可壓級(jí)勝，同時(shí)在高溫時(shí)會(huì)釋放出一種十分難聞的氣味，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康。

加熱板的保溫宜采用石棉紙板，常見(jiàn)的規(guī)格是1000x1000，3－5mm厚，板體較為規(guī)整，平行度較好，可壓縮性比較平均，高溫下無(wú)異味產(chǎn)生。

2．4．2 模具的保溫措施

模具的保溫措施很多，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進(jìn)行保溫?，F(xiàn)在市場(chǎng)上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料，它由中長(zhǎng)纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成，粘性適中，易于涂抹。這種材料常用作化工、采暖管道的保溫層材料，略含堿性（易腐蝕模具）。經(jīng)在150℃條件下使用沒(méi)發(fā)現(xiàn)有燒焦、熔化、氣味等負(fù)面影響。同時(shí)材料很輕，可塑性較強(qiáng)，容易形成較為美觀的模具表面。

2，5 模具的冷卻方法

水冷卻是大多數(shù)模具采用的冷卻方式，但也有其缺點(diǎn)；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢，對(duì)水資源的浪費(fèi)較大。當(dāng)冷卻溫度超過(guò)100℃時(shí)，易產(chǎn)生蒸汽爆炸。優(yōu)點(diǎn)是熱容較大，可實(shí)現(xiàn)快速降溫。

風(fēng)冷卻是一種比較理想的冷卻方法，和水冷正相反，它不需要嚴(yán)密的管道密封，不存在資源浪費(fèi)，可以冷卻溫度高于100℃的模具，可以通過(guò)氣體的流量來(lái)確定冷卻的速度，并且來(lái)源簡(jiǎn)潔方便，有一定規(guī)模的生產(chǎn)車間都能取得比較方便的氣源。模具的裝夾

模具的裝夾結(jié)構(gòu)與模具的加熱、保溫與冷卻系統(tǒng)密切相關(guān)，同時(shí)為模具的更換、裝卸提供一定的方便特性。多數(shù)設(shè)計(jì)者為圖方便，只簡(jiǎn)單地將模具上打幾個(gè)安裝孔用以固定。例是多數(shù)的壓模都不單獨(dú)設(shè)計(jì)加熱裝置，而是在壓機(jī)上下壓板上安裝加熱板以簡(jiǎn)化中小型模具的加工。模具結(jié)構(gòu)中就只剩下構(gòu)成型腔主體結(jié)構(gòu)的模塊。這時(shí)模具可以采用注塑模具的固定辦法——用壓板將模具固定在上下模板上。在加熱板模具上設(shè)計(jì)好固定壓板的空間即可。這種設(shè)計(jì)不僅可以用于移動(dòng)式壓模，也可用于帶有簡(jiǎn)單項(xiàng)出機(jī)構(gòu)的壓模。僅需要在加熱板的設(shè)計(jì)中才考慮到頂桿的位置與加熱管不相沖突即可。也可以利用一種模具的模架對(duì)多個(gè)模具進(jìn)行通用性改造，以簡(jiǎn)化模具制造成本。

如果供具較高，單純的加熱板加熱已經(jīng)不能滿足均勻加熱的需要，這時(shí)需要在模具上安裝輔助加熱系統(tǒng)，可以山加熱片、加熱管及烙鐵芯構(gòu)成。

對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小的模具，采用加熱板加熱會(huì)造成大過(guò)的熱量損失，在模具尸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的加熱系統(tǒng)就能夠滿足要求。需要注意的是在模具和壓機(jī)固定板之間要添加隔熱物（通常來(lái)采用石棉紙板）來(lái)保溫，同時(shí)需要注意電源線的排布整齊和電偶孔的位置。這種設(shè)）；由于熱容較小，特別適用于需要反復(fù)加熱冷卻或快速加熱冷卻的小型模具。

第三篇：熱處理經(jīng)典論文

金屬材料熱處理論文

題目：熱處理變形的影響因素

熱處理變形的影響因素

摘 要：工業(yè)發(fā)展日新月異，對(duì)機(jī)械精度和性能的要求也越來(lái)越高。在工業(yè)零件生產(chǎn)中，熱處理是必不可少的一部分，它對(duì)材料性能的影響非常大，金屬熱處理在改善材料各種性能的同時(shí)，熱處理變形是不可避免的，并且會(huì)直接影響到工件的精度、強(qiáng)度、噪聲和壽命，因此對(duì)于精度要求較高的零件要盡可能減小其變形量，著重分析溫度是控制變形的關(guān)鍵因素的同時(shí)羅列幾點(diǎn)次要因素。

關(guān)鍵詞：熱處理變形 金屬熱處理 變形因素 溫度

一、引言

什么是金屬材料的熱處理？ 熱處理有什么弊端 ？（變形等）

金屬材料的熱處理是將固態(tài)金屬或合金，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，有時(shí)并兼之以化學(xué)作用和機(jī)械作用，使金屬合金內(nèi)部的組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而獲得改善材料性能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優(yōu)良性能的重要手段。很多實(shí)際應(yīng)用中合理選用材料和各種成形工藝并不能滿足金屬工件所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，這時(shí)熱處理工藝是必不可少的。但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，在處理過(guò)程中也不可避免地會(huì)產(chǎn)生或多或少的變形，而這又是機(jī)械加工中必須避免的，兩者之間是共存而又需要避免的關(guān)系，只能采用相應(yīng)的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內(nèi)。而要減小熱處理的變形，我們就需要了解影響熱處理變形的因素。

二、溫度是變形的關(guān)鍵因素

工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的熱處理工藝形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它們的基本過(guò)程都是熱作用過(guò)程，都是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成的。整個(gè)工藝過(guò)程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個(gè)參數(shù)來(lái)描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進(jìn)行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學(xué)熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內(nèi)的溫度測(cè)量就成為熱處理的重要工藝參數(shù)測(cè)量。每一種熱處理工藝規(guī)范中，溫度是很重要的內(nèi)容。如果溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，熱處理工藝規(guī)范就得不到正確的執(zhí)行，以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報(bào)廢。溫度的測(cè)量與控制是熱處理工藝的關(guān)鍵，也是影響變形的關(guān)鍵因素。

（1）工藝溫度降低后工件的高溫強(qiáng)度損失相對(duì)減少，塑性抗力增強(qiáng)。這樣工件的抗應(yīng)力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強(qiáng)，變形就會(huì)減少；

（2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會(huì)降低，由此而導(dǎo)致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對(duì)減少，這樣變形就會(huì)減少；

（3）如果工藝溫度降低、且熱處理工藝時(shí)間縮短，則工件的高溫蠕變時(shí)間減少，變形也會(huì)減少。

減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。各種熱處理方式相結(jié)合，搭配，盡量既滿足性能需要同時(shí)又減少變形等缺陷。例如經(jīng)熱處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達(dá)到要求。圖1為模數(shù)mn=12mm的齒圈經(jīng)不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結(jié)果相近，未經(jīng)球化退火的齒輪的硬度較前兩個(gè)低。這是因?yàn)榍蚧嘶鹂墒勾慊鸷鬂B層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應(yīng)采用球化退火工藝，同時(shí)為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。

三、變形的其它影響因素及減小措施

（一）合理的加熱次序和冷卻次序

根據(jù)，不同零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定適合該零件的熱處理順序，可相應(yīng)的減小熱處理帶來(lái)的變形，盡量使各部分熱處理產(chǎn)生的變形可以相互抵消。最終達(dá)到變形最小的目的。不過(guò)，此方法成本較高，較復(fù)雜，浪費(fèi)時(shí)間。一般情況下，除非非常精密的零件，才會(huì)采用此種方式。

（二）預(yù)備熱處理 正火硬度過(guò)高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實(shí)踐證明，在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小。

（三）運(yùn)用合理的冷卻方法

金屬淬火后冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對(duì)變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽诒ＷC模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷；采用分級(jí)冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法；對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。

（四）零件結(jié)構(gòu)要合理

金屬熱處理后在冷卻過(guò)程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過(guò)渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生畸變和開(kāi)裂傾向；工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對(duì)稱性，以減少由于冷卻不均引起的畸變；工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺(tái)階處要有圓角過(guò)渡；盡量減少工件上的孔、槽筋結(jié)構(gòu)不對(duì)稱；厚度不均勻零件采用預(yù)留加工量的方法。

（五）采用合理的裝夾方式及夾具

此方法的目的是使工件加熱冷卻均勻，以減少熱應(yīng)力不均，組織應(yīng)力不均，來(lái)減小變形，可改變裝夾方式，盤(pán)類零件與油面垂直，軸類零件立裝，使用補(bǔ)償墊圈，支承墊圈，疊加墊圈等，花鍵孔零件可用滲碳心軸等。

（六）機(jī)械加工

當(dāng)熱處理是工件加工過(guò)程的最后工序時(shí)，熱處理畸變的允許值應(yīng)滿足圖樣上規(guī)定的工件尺寸，而畸變量要根據(jù)上道工序加工尺寸確定。為此，應(yīng)按照工件的畸變規(guī)律，熱處理前進(jìn)行尺寸的預(yù)修正，使熱處理畸變正好處于合格范圍內(nèi)。當(dāng)熱處理是中間工序時(shí)，熱處理前的加工余量應(yīng)視為機(jī)加工余量和熱處理畸變量之和。通常機(jī)械加工余量易于確定，而熱處理由于影響因素多比較復(fù)雜，因此為機(jī)械加工留出足夠的加工余量，其余均可作為熱處理允許畸變量。熱處理后再加工，根據(jù)工件的變形規(guī)律，施用反變形、收縮端預(yù)脹孔，提高淬火后變形合格率。

（七）采用合適的介質(zhì) 在保證同樣硬度要求的前提下，盡量采用油性介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，再其他條件無(wú)差異的前提下，油性介質(zhì)的冷卻速度較慢，而水性介質(zhì)的冷卻速度則相對(duì)快一些。而且，和油性介質(zhì)相比，水溫變化對(duì)水性介質(zhì)冷卻特性的影響較大，在同樣的熱處理?xiàng)l件下，油性介質(zhì)相對(duì)水性介質(zhì)淬火后的變形量要相對(duì)小。

四、結(jié)束語(yǔ)

熱處理能改善工件的機(jī)械性能，提高工件的強(qiáng)度和硬度，滿足各種性能的需要，但引起的變形影響是不可避免的。我們要重視我國(guó)現(xiàn)階段的熱處理技術(shù)和裝備的改進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)發(fā)展自主研發(fā)，創(chuàng)新的能力提高熱處理工件質(zhì)量及合格率，為我國(guó)的熱處理行業(yè)作出貢獻(xiàn)。為我國(guó)成為工業(yè)大國(guó)而努力。

第四篇：材料與熱處理

討論題

1、什么是鋼、鐵？

2、鐵鍋是鐵制成的？

4、鐵皮、鐵釘、鐵絲是鐵制成的？

5、為什么要“趁熱打鐵”？

6、鐵匠師傅打的是鐵嗎？

7、“團(tuán)結(jié)就是力量”歌中有：比鐵還硬比鋼還強(qiáng)兩句詞，是鐵硬鋼強(qiáng)嗎？

8、高碳鋼棒是一種普通工程材料，但高碳鋼管很少見(jiàn)到，試解釋原因。

9、.指出下列工件的淬火、回火溫度。①45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能）②60鋼彈簧 ③T12鋼銼刀

10、分析調(diào)質(zhì)處理（從工藝、組織、性能、應(yīng)用）為什么調(diào)質(zhì)安排在粗、精切削加工之間？ 11、20.擬用T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為： 鍛造→熱處理→機(jī)加工→熱處理→磨加工

試說(shuō)出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用。

12、選擇下列零件的熱處理方法，并編寫(xiě)簡(jiǎn)名的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，且鋼材具有足夠的淬透性）。

①某機(jī)床變速箱齒輪（模數(shù)m=4）要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼。

②某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸頸部分要求耐磨（HEC50—55）材料選用45鋼。

③鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoAlA。

13、白口鑄鐵、灰口鑄鐵和45鋼這三者的成分、組織和性能有何主要區(qū)別？

14、根據(jù)下列部分鐵碳平衡相圖回答問(wèn)題（5分）

1）各點(diǎn)（G,S,E,P，Q）、各條線（GS,ES,PQ）的名稱；（2.5分）

2）說(shuō)出各個(gè)區(qū)域內(nèi)的組織（2.5分）

一、判斷題

1、鋼和鐵是含有鐵和碳兩種元素的黑色金屬。

2、除含碳和鐵以外，還含有其它元素的鋼就是合金鋼。

3、生產(chǎn)中常用中碳鋼來(lái)制造軸類、齒輪類機(jī)械零件。

4、純銅具有好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性及優(yōu)良的塑性，但強(qiáng)度不高。

5、碳素鋼的硬度越高，強(qiáng)度就越好。

6、熱處理是一種不改變零件形狀和尺寸，卻能改變其組織和性能的工藝方法。

7、冷卻速度應(yīng)根據(jù)鋼的種類和熱處理目的而確定。

8、要求表面硬、心部韌的零件，應(yīng)采用正火處理。

9、要求降低硬度、細(xì)化晶粒、均勻組織和消除應(yīng)力時(shí)，應(yīng)采用退火處理。

10、淬火是強(qiáng)化金屬材料的重要手段之一。

三、選擇題

(單選)

1、純金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，則實(shí)際結(jié)晶溫度將（）。A、越高B、越低 C、接近理論結(jié)晶溫度 D、沒(méi)有變化

2、室溫下金屬的晶粒越細(xì)，則（）。

A、強(qiáng)度越高，塑性越差 B、強(qiáng)度越高，塑性越好 C、強(qiáng)度越低，塑性越差D、強(qiáng)度越低，塑性越好

3、固溶體的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是（）。

A、與溶劑相同 B、與溶質(zhì)相同 C、形成新的晶體類型 D、各自保持各自的晶體類型

4、液態(tài)金屬結(jié)晶的基本過(guò)程是（）。

A、邊形核邊長(zhǎng)大 B、先形核后長(zhǎng)大 C、自發(fā)形核和非自發(fā)形核 D、枝晶生長(zhǎng)

5、珠光體是一種（）。

A、單相固溶體 B、兩相固溶體 C、鐵與碳的化合物 D、都不對(duì)

6、完全退火主要用于（）。

A、亞共析鋼 B、亞共析鋼和共析鋼 C、過(guò)共析鋼 D、所有鋼種

7、碳鋼的正火工藝是將其加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后采用的冷卻形式是（）。A、隨爐冷卻B、在油中冷卻C、在空氣中冷卻D、在水中冷卻

8、材料硬度值的正確表示方法為：（）

a.HRC55kg／mm

2b.55HRC

c.RC55

9、材料HT200中數(shù)字200表示：（）

a.抗壓強(qiáng)度值

b.抗彎強(qiáng)度值

c.抗拉強(qiáng)度值 10、45鋼的含碳量為：（）

a.4.5％

b.0.45%

c.0.00045%

11、為提高實(shí)習(xí)中你所做的小鋃頭的硬度和耐磨性的熱處理工藝是（）。

a.正火

b.淬火+高溫回火

c.淬火+低溫回火

12、調(diào)質(zhì)的目的是為了獲得（）。

a.高硬度

b.細(xì)化晶粒

c.好的綜合機(jī)械性能

13、碳素鋼淬火后得到高硬度的原因是因其獲得了（）。

a.馬氏體

b.奧氏體A

c.珠光體P

14、各種彈簧和鍛模應(yīng)具有高的屈服點(diǎn)、彈性極限和韌性，其熱處理工藝為（）

a.淬火+高溫回火

b.淬火+中溫回火

c.退火

15、用于消除鑄件、焊件中的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，減少變形的熱處理工藝為（）

a.球化退火

b.完全退火

c.去應(yīng)力退火

第五篇：(答案)模具材料及熱處理試題庫(kù)

模具材料及熱處理試題庫(kù)

一、判斷 1、60鋼以上的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼屬高碳鋼，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗缶哂懈叩膹?qiáng)度、韌性和彈性，主要用于制作彈性零件和耐磨零件。

（×）2、40Cr鋼是最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼。

（√）3、60Si2Mn鋼的最終熱處理方法是淬火后進(jìn)行高溫回火。

（×）

4、高合金鋼的完全退火的冷卻速度是每小時(shí)100～150℃。（×）

5、等溫淬火與普通淬火比較，可以獲得相同情況下的高硬度和更好的韌度。（√）

6、一些形狀復(fù)雜、截面不大、變形要求嚴(yán)的工件，用分級(jí)淬火比雙液淬火能更有效的減少工件的變形開(kāi)裂。

（√）

7、滲碳時(shí)采用低碳合金鋼，主要是為提高工件的表面淬火硬度。

（×）

8、均勻化退火主要應(yīng)用于消除大型鑄鋼、合金鋼錠在鑄造過(guò)程中所產(chǎn)生的化學(xué)成分不均及材料偏析，并使其均勻化。

（√）

9、高合金鋼及形狀復(fù)雜的零件可以隨爐升溫，不用控制加熱速度。

（×）

10、鉻鉬鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼、其淬透性和回火穩(wěn)定性高，高溫強(qiáng)度也高。（×）

11、鉻錳硅鋼可以代替鎳鉻鋼用于制造高速、高負(fù)荷、高強(qiáng)度的零件。

（√）

12、鉻軸承鋼加熱溫度高，保溫時(shí)間略長(zhǎng)，主要使奧氏體中溶入足夠的合金碳化物。

（√）

13、低合金滲碳鋼二次重新加熱淬火，對(duì)于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的零件，主要使心部、表層都達(dá)到高性能要求。

（×）

14、鑄鐵的等溫淬火將獲得貝氏體和馬氏體組織。

（√）

15、高速鋼是制造多種工具的主要材料，它除含碳量高外，還有大量的多種合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），屬高碳高合金鋼。

（×）

16、鋼在相同成分和組織條件下，細(xì)晶粒不僅強(qiáng)度高，更重要的是韌性好，因此嚴(yán)格控制奧氏體的晶粒大小，在熱處理生產(chǎn)中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（√）

17、有些中碳鋼，為了適應(yīng)冷擠壓成型，要求鋼材具有較高的塑性和較低的硬度，也常進(jìn)行球化退火。

（√）

18、低碳鋼正火，為了提高硬度易于切削，提高正火溫度，增大冷卻速度，以獲得較細(xì)的珠光體和比較分散的自由鐵素體。

（√）

19、過(guò)共析鋼正火加熱時(shí)必須保證網(wǎng)狀碳化物完全融入奧氏體中，為了抑制自由碳化物的析出，使其獲得偽共析組織，必須采用較大的冷卻速度冷卻。

（√）20、含碳量相同的碳鋼與合金鋼淬火后，硬度相差很小，但碳鋼的強(qiáng)度顯著高于合金鋼。

（×）

21、中高碳鋼的等溫淬火效果很好，不僅減少了變形，而且還獲得了高的綜合力學(xué)性能。

（√）

22、淬火鋼組織中，馬氏體處于碳的過(guò)飽和狀態(tài)，殘余奧氏體處于過(guò)熱狀態(tài)，所以組織不穩(wěn)定，需要回火處理。

（×）

23、低碳鋼淬火時(shí)的比容變化較小，特別是淬透性較差，故要急冷淬火，因此常是以組織應(yīng)力為主引起的變形。

（×）

24、工件淬火后不要在室溫下放置，要立即進(jìn)行回火，會(huì)顯著提高馬氏體的強(qiáng)度和塑性，防止開(kāi)裂。

（√）

25、滲碳淬火后，工件心部硬度與工件材料本身淬透性無(wú)關(guān)。

（×）

26、經(jīng)過(guò)淬火與時(shí)效的鋁合金，當(dāng)迅速加熱到200～250℃，并在此溫度范圍內(nèi)停留較長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，其力學(xué)性能即恢復(fù)到重新淬火狀態(tài)。（×）

27、鑄鋁合金的淬火+完全人工時(shí)效，用來(lái)獲得最高強(qiáng)度與硬度。

（√）

28、黃銅低溫退火目的是消除冷變形加工應(yīng)力，防止開(kāi)裂，退火溫度通常為260～300℃，保溫1～3h，水冷。（×）

29、在鉻不銹鋼中加入錳和氮可以代替鉻，但錳本身并不能防銹，故不能單獨(dú)使用。

（×）30、馬氏體不銹鋼退火的目的是為了降低硬度或消除冷作硬化，以便于切削加工與冷變形加工；或者為了消除鍛壓與焊接后快速冷卻產(chǎn)生的應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋。

（√）

31、淬火和回火是馬氏體型不銹鋼的最后熱處理，目的在于提高鋼的強(qiáng)度、硬度、抗蝕性和抗氧化性。

（√）

32、抗沖擊冷作模具鋼60Si2Mn在300℃及400℃回火狀態(tài)下，以亞溫淬火（800℃—820℃）對(duì)強(qiáng)韌性最有利。（√）

33、對(duì)于鋼結(jié)硬質(zhì)合金GT35，當(dāng)要求高耐磨性時(shí)，可采用高溫回火；當(dāng)在沖擊載荷下工作時(shí)，可采用低溫回火，以提高其韌性。（×）

34、GR(4Cr3Mo3W4VNb)鋼中加入少量的Nb是為了增加鋼的回火抗力及熱強(qiáng)性。

（√）

35、在模具鋼中加入Mo或W兩種合金元素，主要是防止高溫回火韌性的產(chǎn)生。

（×）

36、熱作模具材料常用高碳合金鋼來(lái)制作。（×）37、5CrNiMoVSi鋼主要添加了一定量的V和Si，從而使高溫強(qiáng)度大幅降低，且具有更高的淬透性和熱穩(wěn)定性。（×）

38、對(duì)于性能要求高的塑料模具，可采用二次淬火。（×）

39、SM2是一種低Ni馬氏體時(shí)效硬化性塑料模具鋼。（×）40、用于制造塑料模具的鋅合金主要為Zn-4Al-3Cu共晶合金。（√）

41、工件表面的硬突出物和外來(lái)硬質(zhì)顆粒在加工時(shí)刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現(xiàn)象稱為黏著磨損。（×）

42、一般說(shuō)來(lái)，材料溫度高于等強(qiáng)溫度時(shí)易產(chǎn)生沿晶斷裂。（√）

43、一般說(shuō)來(lái)，材料溫度低于等強(qiáng)溫度時(shí)易產(chǎn)生穿晶斷裂。（√）

44、冷沖裁模模具刃口在壓力和磨擦作用下，最常見(jiàn)的失效形式是磨損失效。（√）

45、在韌性組織上彌散分布的硬質(zhì)碳化物顆粒會(huì)降低模具的耐磨性。（×）

46、P20是一種典型的預(yù)硬型塑料模具鋼，其淬透性較高。（√）

47、對(duì)冷作模具材料淬透性的要求是淬火后易于獲得深厚的硬化層。（√）

二、單選

1、作為普通滲碳零件應(yīng)選用（A）。

A、20鋼

B、40Cr

C、55鋼

D、20Cr

2、下列合金元素中（D）不形成碳化物而是溶于奧氏體中，才能提高淬透性。A、Al、Zn、Cu

B、Mo、Ni、Mn C、Cr、W、Si

D、Ti、V、Nb

3、鉻鉬鋼高溫強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性好，所以可以制造在（C）溫度下長(zhǎng)期工作的零件。

A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

4、含鉻、鎳、鉬的合金鑄鐵，在（B）范圍內(nèi)有回火脆性。A、400～450℃

B、500～550℃ C、600～650℃

D、700～750℃

5、低合金工具鋼的淬火溫度一般采用（B）。

A、Ac1+（30～50）℃

B、Ac1+（50～100）℃ C、Ac1+（100～150）℃

D、Ac1+（150～200）℃

6、鉻錳硅鋼的缺點(diǎn)是有回火脆性傾向，脫碳和過(guò)熱傾向較大，容易出現(xiàn)（C）。A、黑色組織

B、黑帶

C、白點(diǎn)

D、黑點(diǎn)

7、高速鋼由于鉬和鎢的加入降低了相變的溫度和臨界冷卻溫度，提高了淬透性，可在（A）淬硬。

A、空氣中

B、油中

C、水中

D、爐中

8、灰鑄鐵的熱處理特點(diǎn)是：由于灰鑄鐵（A）高，加熱時(shí)溫度相應(yīng)提高。A、含硅量

B、含錳量

C、含磷量

D、含硫量

9、淬火鋼馬氏體分解一直延續(xù)到350℃以上，在高合金鋼中甚至可延續(xù)到（D）。A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

10、在鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)（B）Si可推遲薄片碳化物沿馬氏體界面析出，從而使脆性轉(zhuǎn)化溫度移向高溫區(qū)。

A、0.5%～0.9%

B、1%～3%

C、3%～5%

D、5%～7%

11、鋼中含有（C）等合金元素時(shí)，更容易出現(xiàn)高溫回火脆性。

A、硅、鎢、銅

B、氮、硼、銻

C、錳、鉻、鎳

D、鋁、鋅、鈮

12、在加熱溫度相同時(shí)，加熱速度越快，奧氏體晶粒（B）。A、越粗大

B、越細(xì)小

C、中間值

D、不變化

13、馬氏體形態(tài)變化在生產(chǎn)上也得到了廣泛的應(yīng)用，利用（A）具有較高的綜合力學(xué)性能的特點(diǎn)。

A、低碳馬氏體

B、中碳馬氏體

C、高碳馬氏體

D、都不是

14、當(dāng)工件表面和心部溫度變化不同時(shí)，造成熱脹冷縮不均，便產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。這種由熱脹冷縮不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為（B）。

A、組織應(yīng)力

B、熱應(yīng)力

C、載荷應(yīng)力

D、機(jī)械應(yīng)力

15、當(dāng)淬火內(nèi)應(yīng)力超過(guò)鋼的（A）時(shí)，就造成了工件變形。

A、屈服強(qiáng)度

B、斷裂強(qiáng)度

C、疲勞強(qiáng)度

D、抗拉強(qiáng)度

16、碳素鋼水冷淬火時(shí)，（B）比較突出。

A、組織應(yīng)力

B、熱應(yīng)力

C、載荷應(yīng)力

D、機(jī)械應(yīng)力

17、合金鋼油冷淬火時(shí)，（A）的作用比較突出。

A、組織應(yīng)力

B、熱應(yīng)力

C、載荷應(yīng)力

D、機(jī)械應(yīng)力

18、防淬火開(kāi)裂也可采用不使工件淬透，便停止冷卻并立即進(jìn)行回火的方法，例如冷卻到（B）時(shí)停止冷卻，立即回火。

A、室溫

B、60～100℃

C、120～150℃

D、150～200℃

19、對(duì)碳素鋼與低碳合金退火，保溫時(shí)間按（B）計(jì)算。A、0.3～0.6h/100mm B、0.6～0.8h/100mm C、0.8～1.0h/100mm

D、1.0～1.2h/100mm 20、鍛件在加熱過(guò)程的低溫階段，升溫速度要控制在（B）。

A、10～30℃/h

B、30～70℃/h

C、70～100℃/h

D、100～150℃/h

21、低碳合金鋼鍛件退火終冷溫度可選擇（D）。

A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

22、油冷時(shí)大型零件中最大的溫差比水冷小一般不超過(guò)（D）。

A、300℃

B、300～350℃

C、400～450℃

D、500℃

23、退火時(shí)高、中合金模具鋼的大型鍛件表面終冷的溫度不高于（B）。A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

24、為防止回火加熱時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力與淬火的應(yīng)力迭加，使零件中缺陷擴(kuò)大，回火加熱速度應(yīng)比淬火加熱速度低一些，一般控制在（B）。

A、10～30℃/h

B、30～100℃/h

C、70～130℃/h

D、100～150℃/h

25、水冷大型零件截面上的最大溫差可達(dá)（C）。

A、200～400℃

B、500～600℃

C、750～800℃

D、850～900℃

26、鍛件調(diào)質(zhì)后再不引起回火脆性的溫度下在進(jìn)行補(bǔ)充回火450℃可使殘余應(yīng)力降低（B）左右。

A、30%

B、50%

C、60%

D、70%

27、快速退火的優(yōu)點(diǎn)是在一定情況下，所獲得的強(qiáng)度與塑性能滿足（A）加工的要求。

A、冷變形

B、熱變性

C、切削加工

D、鍛造加工

28、固溶處理是將合金加熱至高溫單相區(qū)（C）保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的工藝。

A、升溫

B、降溫

C、恒溫

D、其它

29、在高于室溫的某一溫度范圍即（A）內(nèi)發(fā)生的時(shí)效叫人工時(shí)效。

A、100～200℃

B、250～300℃

C、350～400℃

D、450～500℃ 30、加入哪種金屬材料能抑制過(guò)熱敏感性及網(wǎng)狀碳化物的析出。（D）

A、Ni B、Mn C、W D、V

31、低耐熱高韌性熱作模具鋼5Cr2NiMoVSi主要添加了一定量的V和Si，從而使高溫強(qiáng)度大幅提高，且具有更高的（B）和熱穩(wěn)定性。

A、淬硬性 B、淬透性 C、韌性 D、耐磨性

32、拉伸不銹鋼首選的模具材料是（D）。

A、球墨鑄鐵 B、高鎳合金鋼 C、錫青銅 D、鋁青銅

三、多選

1、冷拉深模其模具受到的摩擦力十分強(qiáng)烈，因而模具的主要失效形式是（A C）。A、磨粒磨損

B、疲勞磨損

C、粘著磨損 D、氣蝕磨損

E、沖蝕磨損

F、腐蝕磨損

2、冷鐓模其凸模承受巨大的沖擊壓力和摩擦力，凹模承受沖脹力和摩擦力，因而最常見(jiàn)的失效形式是（B D）。

A、韌性斷裂失效

B、疲勞斷裂失效 C、脆性斷裂失效 D、磨損失效

E、混晶斷裂失效

F、腐蝕失效

3、模具的各項(xiàng)性能要求有時(shí)是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性（C）；在同樣硬度下，鋼材（D）越高，耐磨性就越高。

A、越低

B、適中

C、越高 D、碳含量

E、硅含量

F、硫含量

4、高鉻鋼一次硬化法淬火，是用較低的溫度淬火，對(duì)于Cr12MoV鋼而言，一般選用（D）淬火，隨后進(jìn)行（F）回火。

A、960～980℃

B、1000～1020℃ C、高溫 D、1030～1050℃

E、中溫

F、低溫

5、低變形冷作模具鋼的基本優(yōu)點(diǎn)是具有較好的（A）和（B），各國(guó)通用的代表性鋼種有（E）。

A、淬透性 B、淬硬性 C、耐磨性 D、9CrSi E、MnCrWV F、T10A

6、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼具有（CDEF）的特點(diǎn)。

A、高淬透性 B、高淬硬性 C、高耐磨性 D、高強(qiáng)度 E、高抗壓性 F、高熱穩(wěn)定性

7、在冷作模具材料中，以下哪些材料屬于高碳高鉻模具鋼（AE）。

A、Cr12 B、T10A C、T8A D、9CrSi E、Cr12MoV F、CrWV

8、哪種屬于常用的低耐熱高韌性熱作模具鋼。（AE）

A、5CrMnMo B、GR C、012Al D、3Cr2W8V E、5CrNiMo F、HD

9、對(duì)于要求形狀簡(jiǎn)單、精度要求低、產(chǎn)品批量要求不大的塑料模具，最好選用（A B D）。

A、20Cr B、T10A C、PCR D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo

10、對(duì)于要求大型、型腔復(fù)雜、產(chǎn)品批量大的塑料模具，可以選用（EF）。

A、20Cr B、T10A C、CrWV D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo

11、對(duì)于要求耐蝕、精度要求高的塑料模具，可以選用（C D）。

A、20Cr B、T10A C、PCR D、06Ni E、40Cr F、3Cr2Mo

12、過(guò)共析鋼正火，首先加熱時(shí)必須保證網(wǎng)狀碳化物全部溶入（C）中，為了抑制自由碳化物析出，使其獲得（F）組織，必須采用較大冷卻速度進(jìn)行冷卻。A、馬氏體

B、貝氏體

C、奧氏體 D、共析組織

E、共晶組織

F、偽共析組織 13、10，15，20，25等低碳結(jié)構(gòu)鋼的（B）性能比較好，但用作成型零部件或?qū)е?、?dǎo)套時(shí)，需要進(jìn)行（A）處理。

A、滲碳

B、塑性加工

C、調(diào)質(zhì) D、韌性很好

E、退火

F、低溫回火

14、馬氏體時(shí)效鋼的特性是：模腔加工后可用簡(jiǎn)便的（B）進(jìn)行硬化；時(shí)效處理的尺寸變化極?。徊牧系臍饪兹毕莺苌?；焊接性能優(yōu)良；強(qiáng)度、（D）。A、淬火處理

B、時(shí)效處理

C、調(diào)質(zhì)處理 D、韌性很好

E、退火

F、回火

15、淬硬型鋼的（D）不僅與鋼材本身的性能有關(guān)，還取決于（A）。

A、淬火冷卻速度

B、臨界冷卻速度 C、工件尺寸形狀 D、淬透性

E、耐熱性

F、工件加工精度

四、填空

1、模具喪失正常的使用功能，不能通過(guò)一般的修復(fù)方法使其重新服役的現(xiàn)象稱為_(kāi)____________，它既有達(dá)到預(yù)定壽命的_____________，也有遠(yuǎn)低于預(yù)定壽命的_____________。（模具失效、正常失效、早期失效）

2、模具在正常失效前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目稱為_(kāi)____________，如其在使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)多次修模，則為_(kāi)____________與_____________的總和。（模具使用壽命、首次壽命、各次修模壽命）

3、磨損失效是模具失效的一種，它有很多種類型，按磨損機(jī)理不同可分為_(kāi)____________、_____________、_____________和腐蝕磨損等。（磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損）

4、影響模具壽命的主要因素有_____________、_____________、_____________、-_____________和_____________。（模具結(jié)構(gòu)、模具工作條件、模具材料、模具熱處理與表面強(qiáng)化處理、模具制造工藝）

5、冷作模具材料應(yīng)具備一定的_____________、_____________、_____________、疲勞抗力以及抗咬合能力。（斷裂抗力、變形抗力、磨損抗力）

6、冷沖裁模最主要的失效形式是_____________。（磨損失效）

7、塑料模具在服役過(guò)程中，可產(chǎn)生_____________、_____________、_____________、_____________、疲勞失效及熱疲勞失效。（磨損失效、腐蝕失效、塑性變形失效、斷裂失效）

8、根據(jù)服役條件不同可將模具材料分為_(kāi)____________、_____________、-_____________和其他模具材料等幾大類。（冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料）

9、硬度是模具的主要性能指標(biāo)，一般熱作模具材料的硬度為_(kāi)____________，冷作模具材料的硬度為_(kāi)____________。（40～52HRC、60HRC）

10、高耐磨微變形冷作模具鋼的共同特點(diǎn)是_____________、_____________、_____________、_____________和高的抗壓強(qiáng)度。（高淬透性、微變形、高耐磨性、高熱穩(wěn)定性）11、5CrNiMo是典型的低耐熱高韌性熱作模具鋼，熱處理過(guò)程中采用等溫處理的方法，最終獲得_____________+_____________+_____________的組織，模具的壽命會(huì)明顯提高。（馬氏體、下貝氏體、少量殘余碳化物）

12、高耐熱熱作模具鋼3Cr2W8V的主加元素剛好是W18Cr4V的一半，因此又稱為_(kāi)____________。（半高速鋼）

13、塑料模按成型固化不同分為_(kāi)____________塑料模和_____________塑料模兩類。（熱塑性、熱固性）

14、深冷處理的目的主要是_____________、_____________以及提高鋼的磁性。（提高硬度、穩(wěn)定尺寸）

15、深冷處理的效果主要有殘余的奧氏體幾乎可全部轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)____________，材料組織細(xì)化并可析出_____________，耐磨性比普通冷處理的模具可提高1～8倍。（馬氏體、微細(xì)碳化物）

16、預(yù)備熱處理的目的是_____________、_____________、消除不良組織和防止白點(diǎn)產(chǎn)生。碳鋼和合金元素含量較低的鋼，預(yù)備熱處理采用_____________或_____________；合金元素較多淬透性較好的鋼，可采用_____________或_____________。（降低硬度、細(xì)化晶粒；正火、退火；正火高溫回火、完全退火處理）

17、滲碳的主要目的是提高鋼表面含碳量，并通過(guò)熱處理獲得高的表面_____________和_____________，提高鋼的抗疲勞性能，而心部仍具有較好的_____________和_____________。（硬度、耐磨性；強(qiáng)度、韌性）

18、鋼的淬火變形有兩種：一種是尺寸變形，即_____________和_____________，而另一種是形狀的變化即_____________和_____________，工件的實(shí)際變形是同時(shí)兼有這兩種變形。（伸長(zhǎng)、收縮；彎曲、翹曲）

19、模具零件的預(yù)先熱處理包括退火、正火、調(diào)質(zhì)處理等幾種工藝方法，其最終熱處理主要有_____________和_____________工藝。（淬火、回火）

20、模具鋼中大量的加入元素Ni，其主要作用是確保模具固溶體淬火后，能獲得單一的_____________組織。（馬氏體）

21、高溫回火是一種消除鋼中_____________的方法，并且可消除模具的-_____________，提高韌性，防止開(kāi)裂。（殘余奧氏體、殘余應(yīng)力）

22、塑料模具的磨損方式主要為_(kāi)____________，其次是粘著磨損、腐蝕磨損和疲勞磨損。（磨粒磨損）

23、為了保證模具的使用性能，滲碳型塑料模具鋼的熱處理方式為-_____________、_____________和_____________。（滲碳、淬火、低溫回火）

24、精沖使用的坯料要求具有良好的_____________，否則坯料使用前需經(jīng)_____________處理。（塑性、退火）

25、拉伸時(shí)在兩種性質(zhì)相近的材料之間易發(fā)生_____________。（黏附）

五、簡(jiǎn)答

1、退火與正火硬度偏高的預(yù)防方法有哪些？

答：（1）適宜的冷卻速度；

（2）嚴(yán)格工藝規(guī)范，防止加熱溫度過(guò)高或過(guò)低；

（3）正確選擇等溫退火時(shí)的等溫溫度，防止溫度過(guò)低；（4）防止出爐溫度過(guò)高；

（5）防止裝爐量大時(shí)保溫不足。

2、說(shuō)明模具材料對(duì)模具使用性能和壽命的影響。

答：（1）材料的類別

（2）材料的硬度（3）材料的冶金質(zhì)量（4）材料的熱處理工藝

3、簡(jiǎn)述塑料模修理過(guò)程中，如何正確尋找模具的故障?

答：（1）仔細(xì)分析不良塑件樣品的缺陷；

（2）打開(kāi)模具，規(guī)范的查找和判斷模具的故障；

（3）經(jīng)全面考慮后選擇正確的修理方法。

4、簡(jiǎn)述模具材料的力學(xué)性能要求和工藝性能要求。

答：力學(xué)性能要求：

（1）耐磨性

（2）韌性

（3）硬度和熱硬性

（4）抗疲勞性能

工藝性能要求：

（1）加工性能

（2）淬透性和淬硬性

（3）氧化、脫碳敏感性

5、簡(jiǎn)述冷作模具材料中碳素工具鋼（T10A、T8A）的應(yīng)用及特點(diǎn)。

答：這是沖模中應(yīng)用最廣、價(jià)格最便宜的材料，適宜形狀簡(jiǎn)單的沖模。

其優(yōu)點(diǎn)是加工性能好，有一定的硬度。

缺點(diǎn)是淬火變形大，耐磨性較差。

熱處理后的硬度為58～62HRC。

6、如何選定冷擠壓凸模的淬火溫度？

答：（1）如采用高溫淬火，在加熱時(shí)隨著淬火溫度的升高，合金碳化物不斷溶入奧氏體，從而獲得含碳和合金元素含量較高的馬氏體及大量的殘余奧氏體，通過(guò)高溫回火可獲得較高的硬度和抗壓強(qiáng)度；

（2）另一方面，隨著淬火溫度的升高，奧氏體晶粒不斷粗化，導(dǎo)致材料性能下降，尤其是韌性，因此淬火加熱溫度必須很好的選定。

7、簡(jiǎn)述低耐熱熱作模具5CrNiMo鋼的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火的加熱溫度為760～780℃，等溫溫度為680℃；

（2）淬火：經(jīng)600～650℃預(yù)熱后加熱到830～860℃油淬；

（3）回火：經(jīng)490～660℃回火。

8、簡(jiǎn)述中耐熱熱作模具H11鋼的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火的加熱溫度為880℃，等溫溫度為750℃；

（2）淬火：不需要預(yù)熱，直接加熱到1000～1020℃油淬或分級(jí)淬火；

（3）回火：經(jīng)540～660℃回火。

9、簡(jiǎn)述高耐熱熱作模具3Cr2W8V鋼壓鑄模的熱處理工藝。

答：（1）退火：等溫退火加熱溫度為840～880℃，等溫溫度為720～740℃；

（2）淬火：采用高溫淬火，即1140～1150℃淬火；

（3）回火：采用高溫回火，即650～680℃回火。

10、簡(jiǎn)述滲碳型塑料模具鋼（10、20、20Cr等）的熱處理工藝特點(diǎn)。

答：（1）滲碳

（2）一次淬火，溫度為810～850℃

（3）二次淬火，溫度為760～830℃

（3）低溫回火，溫度為200℃左右

11、簡(jiǎn)述預(yù)硬型塑料模具鋼（P20、40Cr等）的熱處理工藝特點(diǎn)。

答：（1）淬火，溫度為830～880℃，油冷

（2）高溫回火，溫度為450℃左右

12、簡(jiǎn)述時(shí)效硬化型塑料模具鋼（25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni、PMS、SM2、PCR 等）的熱處理工藝特點(diǎn)。

答：（1）固溶處理：將剛加熱至高溫，使各種合金元素充分融入奧氏體，然后進(jìn)行淬火處理獲得馬氏體組織；

（2）固溶處理加熱一般在鹽浴爐中進(jìn)行，而后油冷淬火；

（3）時(shí)效處理：是模具達(dá)到所需的力學(xué)性能。