模具材料複習

2021-03-04 09:35:22 字數 4513 閱讀 1021

第一章模具失效與模具壽命

1.模具失效模具失效是指模具喪失正常的使用功能,不能通過一般的修復方法(如刃磨、拋磨等) 模具失效使其重新服役的現象

2.模具使用壽命模具使用壽命(也稱模具正常壽命)是指模具在正常失效前生產出的合格產品的數目。 模具使用壽命若其在使用過程中經過多次修模,則模具的使用壽命為首次壽命與各次修模壽命的總和。

3.模具在使用過程中,出現變形、微裂紋、腐蝕等現象但沒有立即喪失服役能力的現象稱為模具損傷模具損傷。 模具損傷

4.模具的失效一般可分為非正常失效(也稱早期失效)和正常失效兩類。 在模具使用一定期限後,由緩慢塑性變形、均勻的磨損或疲勞破壞而出現的失效為正常失效。

由於模具表面的相對運動,而從模具的接觸表面逐漸失去物質的現象稱為磨損磨損。 磨損

5.模具在工作中會與坯料的成形表面相接觸,產生相對運動而造成的磨損,當這種磨損使模具的尺寸發生變化或使模具表面的狀態發生改變而使其不能正常工作時, 則稱為磨損失磨損失效

6 按磨損機理不同可分為磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、氣蝕和沖蝕磨損、腐蝕磨損等。 磨粒磨損: 引起模具表面材磨粒磨損工件表面的硬突出物和外來硬質顆粒在加工時刮擦模具表面, 料脫落的想象。

影響磨粒磨損的因素主要有磨粒的形狀和大小、 磨粒硬度與模具材料硬度比值、 模具與工件的表面壓力、工件厚度等。

改進措施:提高模具材料的硬度;對模具進行表面耐磨處理;及時清理模具和工件表面的磨粒

粘著磨損: 使其在相對運動中造成粘著點發生斷裂而使粘著磨損由於模具與工件表面的凸凹不平, 模具材料產生剝落的現象。

影響粘著磨損的因素主要有材料性質、材料硬度、表面壓力等

疲勞磨損:在迴圈應力作用下,兩接觸面相互運動時產生的表面金屬疲勞剝落現象疲勞磨損影響疲勞磨損的因素主要有材料的冶金質量、材料硬度、表面粗糙度等

7.模具在工作中出現較大裂紋或部分分離而喪失正常服役能力的現象稱為斷裂失效斷裂失效。 斷裂失效

8.由於模具材料多為中、高強度鋼,塑性相對較差,斷裂時沒有或僅有少量的塑性變形發生,因而經常表現為脆性斷裂脆性斷裂。 脆性斷裂

9 疲勞斷裂疲勞斷裂是指在較低的迴圈載荷作用下,工作一段時間後,由裂紋緩慢擴充套件,最後發生斷裂的現象。

10.塑性變形失效的主要形式有塌陷、墩粗、彎曲等。 冷沖裁模模具刃口在壓力和摩擦力的作用下,最常見的失效形式是磨損失效。

從磨損機理上看,主要是黏著磨損,同時也伴隨有磨粒磨損和疲勞磨損;從磨損的部位考慮,則可細分為刃口磨損、端麵磨損和側面磨損三種。 由於凸模的受力較大,且在一次衝裁過程中經受兩次摩擦過程(進入和離開各一次) ,磨損較快。磨損會使刃口變鈍,稜角邊圓,甚至會產生模具表面層的脫落,使沖壓件表面產生毛刺、尺寸超差等。

壓鑄模壓鑄鋁合金的失效形式和失效機理。 在壓鑄鋁合金時,壓鑄模的型腔表面溫度可達 600 攝氏度左右,且熔融的鋁合金液體很容易粘附鋼鐵材料, 使用時必須在模具的型腔表面反覆塗抹防粘塗料, 由此便造成了模具型腔表面的溫度波動。 所以,壓鑄模的失效形式主要有粘膜失效、侵蝕失效、熱疲勞失效、磨損失效等。

第二章模具材料概述

電火花加工常常作為模具的最後加工工序。 電火花加工可在淬火、 回火模具的表面形成淬火馬氏體的白亮層。 由於高碳馬氏體的固有脆性和顯微裂紋的存在, 往往導致模具的早期開裂失效。

另外,電火花加工可在模具表面形成不良的殘餘應力,降低模具的使用壽命。可以通過電加工規準,來減少硬化層的厚度,或者用噴丸法等去除變質層

不正確的機加工可能在以下三個方面導致模具的早期失效:

1、 不當的切削, 形成尖銳圓角或過小的圓角半徑是, 常常造成應力集中, 使模具早期失效;

2、 表面粗糙度值大,存在不允許的刀痕,常常使模具因早期疲勞破壞而失效;

3、 機加工沒有完全均勻的去除軋制和鍛造形成的脫碳層,致使模具熱處理後形成軟點和過大的殘餘應力,導致模具早期失效。

第三章冷作模具材料及熱處理

1 冷作模具用鋼應具備哪些使用效能?

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

2 冷作模具用鋼應具備哪些工藝效能?

對冷作模具材料的工藝效能要求,主要有鍛造工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性等。

6 簡述採用線切割加工成形的衝裁模選材料原則及熱處理要點。

採用線切割加工成形的凹模一般選用淬透性高的鋼材, 以保證淬火後的整塊鋼材效能均勻一致,而且熱處理後的內應力應處於最小狀態。內應力越小, ,線切割變形和開裂的可能性越小,因而常採用分級淬火或高溫回火的方法。

7 簡述鋼結硬質合金的特點。

鋼結硬質合金是以鋼為粘結相,以碳化物(主要是碳化鈦、碳化鎢)做硬質相,用粉末冶金方法生產的複合材料。其微觀組織是細小的硬質相瀰散均勻地分布於鋼的基體中。

鋼結硬質合金是介於鋼和硬質合金之間的邊緣材料,具有以下優異的特性:

(1)工藝效能好:具有可加工性和可熱處理性,是一種可加工、可熱處理的特種硬質合金。 (2)良好的物理、力學效能:

鋼結硬質合金在淬硬狀態下,具有很高的硬度。 鋼結硬質合金還具有較高的比強度、較低的密度(tic 系) 、良好的自潤滑性和較低的摩擦係數、優良的化學穩定性、與鋼相近的熱膨脹係數等一系列優良的特性。

第四章熱作模具材料及熱處理

1、熱作模具鋼是怎樣分類的?寫出常用熱作模具鋼的編號。

按用途可分為熱鍛模、熱墩模、熱擠壓模、壓鑄模和高速成形模具等; 按照工作溫度和失效形式不同,可將熱作模具材料分為低耐熱高韌性鋼(350~370 攝氏度) 、 中耐熱(550~600 攝氏度) 、高耐熱鋼(600~650 攝氏度)等;

低耐熱高韌性熱作模具鋼:

一、低耐熱高韌性熱作模具鋼:5crnimo 鋼 5crmnmo 鋼 4crmnsimov 鋼 5nicrmov 鋼和 5cr2nimov 鋼中耐熱熱作模具鋼:

二、中耐熱熱作模具鋼: (1) 5%鉻都鉻係熱作模具鋼: 含 h11 鋼 (4cr5mosiv) h13 鋼 (4cr5mosiv1) 4cr5w2siv 鋼 (2)鉻鉬係熱作模具鋼:

hm-1 鋼(3cr3mo3w2v)和 hm-3 鋼(25crmo3vnb) 析出硬化型熱作模具鋼 ph 鋼(2cr3mo2nivsi)

高耐熱熱作模具鋼: 3cr2w8v rm-2 鋼 (5cr4w5mo2v) 012al 鋼 (5crmo3simnval)

三、 高耐熱熱作模具鋼: cg-2 鋼(6cr4mo3ni2wv) gr 鋼(4cr3mo3w4vnb) hd 鋼(4cr3mo2nivnbb) y10 鋼(4cr5mo2mnvsi)和 y4 鋼(4cr3mo2mnvnbb)

四、特殊用途都熱作模具鋼及熱處理: 奧氏體熱作模具鋼: 1、高猛系奧氏體鋼:

(1)高猛系奧氏體模具鋼:5mn15cr8ni5mo3v2 和 7mn10cr8ni10mo3v2 (2)高猛奧氏體無磁模具鋼:7mn15cr2al3v2wmo(7mn15)鋼 2、鉻鎳系奧氏體模具鋼:

4cr14ni4w2mo、cr14ni25co2v 高溫合金硬質合金難熔合金壓鑄模用銅合金

2、簡述熱作模具的工作條件及效能要求。

熱作模具是在機械載荷和溫度均發生迴圈變化情況下工作的。 熱作模具材料都使用效能要求: 硬度、 強度、 衝擊韌度和斷裂韌度、 熱穩定性、 回火穩定性、 熱疲勞抗力、抗熱磨損與抗氧化效能。

熱作模具材料的工藝效能要求:鍛造工藝性、淬火工藝性、切削工藝性。

3、影響熱作模具材料熱疲勞效能的因素有哪些?

熱疲勞通常以 20~750 攝氏度條件下反覆加熱冷卻時所發生裂紋都迴圈次數或當迴圈一定次數後測定的裂紋長度來確定

4、熱作模具鋼的化學成分有什麼特點?

5、熱作模具材料的選用應考慮哪些主要因素?

8、影響熱作模具壽命的因素有哪些?提高熱作模具壽命的措施有哪些?

影響模具壽命都因素有模具結構、模具工作條件、模具材料、模具熱處理與表面強化、模具製造工藝

第五章塑料模具材料及熱處理

1、塑料模具的主要失效形式有幾種, ,為何磨損失效屬於正常失效形式?

塑料模具在服役過程中,可產生磨損失效、腐蝕失效、塑性變形失效、斷裂失效、疲勞失效及熱疲勞失效等

2、塑料模具對其製造材料有哪些效能要求?

使用效能要求: (1)較高的硬度、耐磨性和耐蝕性(2)較高的強度、韌性和疲勞強度(3) 耐熱性(4)尺寸穩定性(5)熱導性工藝效能要求%: (1)切削加工效能和表面拋光性(2)塑性加工性(3)電加工性(4)熱處理工藝性(5)表面處理工藝性(6)表面刻蝕效能和鏡面加工效能(7)焊接性

3、對塑料模具材料的硬度、耐磨性、耐蝕性、 強度、 韌性和疲勞強度等效能指標要求如何?

4、塑料模具材料尺寸穩定性的意義何在?影響該指標的因素有哪些?

為保證塑性製品都成型精度,塑性模具在長期服役過程中都尺寸穩定性至關重要。為此,塑料模具除應具備足夠都剛度外,還要求塑料模具材料具有較低都熱膨脹係數和穩定的組織。

5、塑料模具對其材料的切削加工性、塑性加工性和熱處理工藝性有何要求?

6、目前依據強化方式或服役特性將塑料模具材料大體分為幾類?

滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐蝕型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼以及其他型別模具材料等六大類。

7、時效硬化型塑料模具鋼適於製作哪類塑料模具,其成分和熱處理特點如何?

時效硬化塑料模具鋼在固溶硬化後變軟(一般 28-34hrc)可進行切削加工,待冷加工成型後進行時效處理,可獲得很高的綜合力學效能,時效熱處理變形很小,而且這類鋼一般具有焊接效能好以及可以進行表面氮化等優點,適於製造複雜、精密、高壽命的塑料模具。

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