模具制造工艺学试卷基础试题及答案

模具制造工艺学基本考试试题及答案

1 下面哪种因数可提高冷冲作模具钢的抗疲劳性能(A)晶粒细小

2 常见的调质钢大都属于（D）中碳低合金钢

3 下列合金中，铬含量最少的是（D）GCr15

4 W18Cr4V型钢属于莱氏体钢，金属态组织中有大量的（B）鱼骨状组织

5 在冷态下完成对金属或非金属材料进行塑性变形的模具称为（D）冷作模具

6 下列诸材料中淬透性最好的是（B）20CrMnTi

7 下列合金中，属低淬透性冷作模具钢的是（B）T8A

8 能够造成二次硬化，显著提高钢的热硬性的元素是（C）钨

10 以下哪种方法是属于改变表面化学成份的方法是（C）离子渗入

11表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标是（C）强度

12模具表面强化处理工艺中，不改变表面化学成份的方法是（A）激光相变硬化

13下列合金中，属时效硬化型塑料模具钢的是（B）25CrNi3MoAl

14下列合金中，属于耐蚀型塑料模具钢的是（B）3Cr13

15用T10钢制冲模时，其预先热处理工艺为（A）球化退火

16用T10钢制冲模时，其最多的热处理工艺为（D）淬火+低温回火

17高速钢淬火后进行三次回火的主要目的是(A)消除残奥氏体，使碳化物充分析出

18以下钢中淬透性最好的是哪种钢（A）Cr12

19下列合金中，属耐腐蚀型塑料模具钢的是（B）OCr16Ni4Cu3Nb

20适合于制作摩擦压力机锻模镶块的材料是（C）4Cr5W2VSi

21马氏体硬度主要取决于（C）合碳量

22向工件表面同时渗入氮硼碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺为（C）氮碳共渗或者是软氮化

23适合于制作热模锻压力机锻模中锻件顶杆的材料是（D）4Cr5W2VSi

24T10钢在以下哪种状态下硬度较低，有较好的切削加工性能（A）退火

25重载冷冲模主要失效形式是崩刃，折断，因此重点保证模具获得（B）高强韧性

26适合于制造受力较轻的中小型吹锻的材料是（C）5CrMnMo

27反映模具的脆断抗力常用的指标是（C）韧性

28反映冷作模具材料的断裂抗力常用指标是（D）抗拉强度

29 下列合金中，属于渗碳型塑材摸具钢的是（D）20CrNiMo

30以下钢号不属于热锻模用钢（B）8Cr3

31钢的硬度主要决定于化学成份和组织，下列组织中硬度最大的是（C）渗碳体

32热锻模的最终热处理工艺应该是(A)调质（淬火+高温回火）

33下列诸材料中热硬件最好的是(C)W18Cr4V

34下列合金中，属于硬型塑料摸具钢的是（B）3Cr2Mo

35下列合金中，属于锻模用钢的是(B)5CrMnMo

36下列诸材料中被称为低变形钢，适合冷作模的是（B）CrWMn

37常见的渗碳钢大都属于（A）低碳低合金钢

38钢的淬透性主要决定于其（C）合金元素含量

1冷作模具：包括冷冲压模、（冷挤压模）、（冷镦模）、拉丝模等

2热作模具包括（热锻模）、热精锻模、热挤压模、（压铸模）、热冲载模等

3钢的硬度和硬性主要取决于（化学成分）、(热处理工艺) 以及钢的表面处理工艺。

4在模具中常遇到的磨损形式:磨料磨损、（粘料磨损）、（氧化磨损）和疲劳磨损。

5模具的主要失效形式是（断裂）、过量变形、（表面损伤）和冷热疲劳。

6模具材料对模具寿命的影响是模具材料种类、（化学成分）、组织结构、（硬度）和冶金质、

14量等

7常用的冷作模具材料有冷作模具钢、（硬质合金）、（陶瓷材料）、铸铁等。

8冷作模具材料还必须具备适应的工艺性能，主要包括：可锻性、（可加工性）、可磨削性、热处理工艺性等。

9对于高承载的高速冷作模具采用低温淬火，（低温回火）可以防止崩刃和折断。

10随着含碳量的增加，钢的硬度、强度和（耐磨性）提高，塑性、韧性变差。

11冷做模具钢的合金化主要特点是：加入强碳化物形成元素，获得足够数量的合金碳化物，增加钢的淬透性和（回火稳定性），已达到耐磨性和强韧性的要求。

12 CrWMn钢的淬透性、淬硬性、强韧性、耐磨性及热处理变形倾向均优于碳素工具钢，主要用于制造要求变形小形状复杂的轻载冲载模，轻载拉伸、弯曲、翻边模等。

13 65Nb钢始于制作形状复杂的非铁金属挤压模、冷冲模、冷剪模

14拉伸模常见的正常失效形式是粘附

15为了防粘符，在拉深铝、铜合金和碳素钢时，可对凸模和凹模材料进行渗氮和镀

16拉丝模其主要失效形式是磨损和崩刃等。

17高合金冷作模钢因淬透性好，可用较缓的淬火介质淬火，如：气冷、油冷、盐浴分级淬火等。

18冷作模具钢的强韧性化处理工艺主要包括:低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等。

19根据工作条件，热作模具可以分为热锻、压铸模和热冲载模等几类。

20 根据被压铸材料的性质，压铸模可以分为锌合金压铸模、铝合金压铸模，铜合金压铸模。

21热疲劳开裂、热磨损和热溶蚀是压铸模常见的失效形式。

22热冲载凹模的主要失效形式是磨损和崩刃，凸模的主要失效形式是断裂及磨损。

23高温合金的种类很多，有铁基、钴基、镍基合金等。

24 5CrNiMo和5CrMnMo钢按照常规工艺加热淬火后，获得片状马氏体和板条马氏体。

25 为提高压铸模的耐蚀性、耐磨性、抗热疲劳性和抗粘附性能，可采用离子渗氮的方法。

26 塑料模常见的失效形式（磨损及腐蚀）（塑性变形）断裂。

27 SM1CrNi3钢模具零件成形后，应进行渗过饱和碳淬、回火处理或（碳氮共渗）及淬回火处理。

28 时效硬化型塑料模具用钢共同特点是含（碳量底），合金度较高，经高温淬火（固溶处理）后,钢处于软化状态，组织为单一的过饱和固溶体。

29. 18Ni类低碳马氏体时效钢主要用于制造高精度、（超镜面）、型腔复杂、大截面、（大批量）生产的塑料模具和压铸模零件，能获得良好的经济技术效果。

30.06Ni钢热处理工艺简便，适宜制造高精度的（塑料）模具和轻金属（压铸）模等。

31.马氏体类耐腐蚀塑料模具钢主要用于（高负荷）并在腐蚀介质作用下工作的塑料模具和（透明塑料）制品模具。

32.渗碳钢塑料模要选用渗碳钢制造，并进行渗碳、（淬火）和（低温）回火作为最终热处理。

33.为了提高塑料模表面的（耐磨性）和（耐蚀性）等，常对其进行适当的表面处理。

34.渗铬具有优良的耐磨性、（抗高温氧化性）和耐磨损性能，适用于碳钢、（合金钢）和镍基或钴基合金工件。

35.刷镀技术主要用于模具工作表面的（修复）、强化和（改性）。

36.激光表面热处理可改善模具表面硬度、（耐磨性）、热稳定性、(抗疲劳性)和临界断裂韧度等力学性能，是提高模具寿命的有效途径之一。

1.韧性：是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，反映了模具的脆断抗力，常

用冲击韧度来评定。

2.疲劳抗力：是反映材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的性能指标。

3.模具失效：是指模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法（刃磨、抛磨）

使其重新服役的现象。

4.冷作模具：是指在冷态下完成对金属或非金属材料的塑性变形的模具。

5.低变形冷作模具钢：是在碳素工具钢基础上加入少量合金元素而发展起来的，通常加入

的合金元素有Cr、Mn、Si、W、V等。

6.基体钢：就是具有高速钢正常淬火基体成分的钢，这类钢过剩碳化物少，细小均匀，工

艺性能好，强韧性有明显改善。

7.热锻模：是在高温下通过冲击力或压力使炽热的金属坯料成形的模具，包括锤锻模、压

力机锻模、热镦模、精锻模和高速锻模等。

8.复合强韧化处理（双重淬火法）：是将模具的锻热淬火与最终热处理淬火回火相结合的

处理工艺，它是在模具毛坯停锻后用高温淬火及高温回火取代原来的球化退火（预备热处理），所以又称双重淬火法。

9.预硬钢：就是供应时已预先进行了热处理，并使之达到了模具使用态硬度，该硬度变化

范围较大，较低硬度为25～35HRC,较高硬度为40～50HRC.在这些硬度条件下把模具加工成形不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具的制造精度。

10.化学热处理：是指将金属或合金工件置于一定的活性介质中保温，使一种或几种元素渗

入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。

11.喷丸强化：是利用大量的珠丸（直径一般为∮0.4～∮2mm）以高速打击已加工完毕的工

件表面，使表面产生冷硬层和残留压应力，可以显著提高零件的疲劳强度。

12.电火花表面强化：是利用工具电极与工件间在气体中产生的火花放电作用，把作为电极

的导电材料溶渗进工件表层形成合金化的表面强化层。

简答题

1.模具的主要失效形式有哪些？他们在冷，热作模具上出现么？

答：模具的主要失效形式是：断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳。

2.对冷作摸具材料使用性能的基本要求是？

答①良好的耐磨性；②高强度;③足够的韧性；④良好的抗疲劳性能；⑤良好的抗咬合能力。

3．模具热处理工艺性主要包括哪些？

答：热处理工艺性能主要包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。

4.简述锰、硅、铬、钼在模具中最要的作用？

答A；锰会强烈地增加钢的淬透性，具体利用脱落；B：硅会增加钢的淬透性和合火稳定性，C：铬会显著地增加钢的淬透性，有效提高钢的回火稳定性；D:钼可提高淬透性和高温蠕变强度。

5简述Gr12MoV钢采用不同的淬火温度和回火温度后底色为力学性能的变化？

答A：Gr12MoV钢采用低温淬火及低温回火，具有高的硬度、耐磨性及韧性，但抗压强度较低；B高温淬火及高温回火可获得高耐磨性、热硬性及较高抗压强度，但韧性较差；C：中温淬火及中温回火可获得最好的韧性，较高的断裂韧度。

6.某模具公司采用未经锻造的Gr12MoV钢生产模具，发现在热处理时开裂以及在生产过程出现崩刃等现象，试从原始组织出发分析其原因？

答：Gr12型钢属于莱氏体钢，铸态组织中含有大量的共晶碳化物，经轧制后，在较大规格的钢材中，仍残留明显的带状和网状碳化物，对模具的淬火变形、开裂、力学性能、使用寿命影响极大，所以必须对较大截面钢胚进行改锻，以改善碳化物的不均匀性，使其热加工流线分布合理。由于Cr12型钢属于高碳高合金钢，其导热性差，属性低，变形抗力大，锻造温度范围窄，组织缺陷严重，所以，锻造性能差。

7.试比较6W6Mn5Cr4V与W6Mn5Cr4V2成分有何不同，并分析基淬火状态抗弯强度塑性。冲击韧性和淬火硬度的高低？

答：6W6Mn5Cr4V的碳和钒的质量分数低于W6Mn5Cr4V2；6W6Mn5Cr4V淬火状态抗弯强度和塑性高于W6Mn5Cr4V2；6W6Mn5Cr4V冲击韧度高于W6Mn5Cr4V2；但6W6Mn5Cr4V淬火硬度低于W6Mn5Cr4V2。

8.什么叫钢结硬质合金？有哪些特点？

答：A:钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，以合金钢为粘结剂，用粉末冶金方法生产的一种新型模具材料；B:它既具有金属陶瓷硬质合金的高硬度、高耐磨性和高抗压性，又具有钢的可加工性和热处理性。

9.选择冷作模具材料时，应遵循的基本原则是？

答：A：满足模具的使用性能要求；B：考虑模具材料的工艺性能；C:经济性；D:应综合考虑模具的工作条件、结构尺寸和生产批量等。

10.简述锤锻模的工作条件与性能要求?

答：A锤锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。B：锤锻模和大型机锻模应具有较高的高温强度和韧性、良好的耐磨性和耐热疲劳性。C：大型机锻模更易发生由

于心部韧性不足而造成断裂失效，所以必须保证模具心部的高韧性；D：锤锻模和大型机锤锻模的尺寸比较大，还应具有高的淬透性。

11(综合应用题).试比较5CrNiMo与45Cr2NiMoVSi钢的性能特点，应用范围有什么区别？

答：45Cr2NiMoVSi是新型热作模具钢，成分与5CrNiMo相比，碳含量稍低，提高了Cr和Mo的含量，并加入了适量的V和Si，回火时析出M<2>C、MC型碳化物，使钢具有二次硬化效应；该钢与5CrNiMo相比，有如下优点：①淬透性明显提高；②热稳定性比5CrNiMo钢高150℃;③具有高的强韧性；④抗热疲劳和热磨损性能提高；⑤冷加工时较5CrNiMo钢切屑略困难些。⑥钢热适用于制造提高强韧性大截面锤锻模和机锻模用钢。13.简述铬系热作模具钢的共同特点？

答：①因含铬量较多，具有较高的淬透性；②耐热疲劳性较好，是因为铬、硅提高了钢的抗氧化性；③回火稳定性较高；④钨系列热作模具钢相比，有较高的韧性，但高温强度不足；

⑤这类钢所含碳化物种类及数量大致相同，因而过热敏感性大致相同；⑥铬系热作模具钢热塑性较高，变形抗力小，锻造开裂倾向性较小，但锻造温度范围稍窄，必须严格控制锻打温度。

14（综合应用）试简述热挤压模具的制造工艺路线及加工工序的作用？

答：这类模具的制造工艺路线一般为:下料→锻造→预先热处理→机械加工成形→淬、回火→精加工。①锻造是为改善碳化物的均匀性；②预先热处理包括退火，锻后正火，退火是为消除应力，并得到圆而细小的碳化物锻后正火。③优良的综合力学性能。如硬度、冲击韧度等。

15.压铸模常见的失效形式以及性能要求是什么？

答热疲劳开裂、热磨损和热熔蚀是压铸模常见的失效形式。性能要求:①较高的耐热性和良好的高温力学性能；②优良的耐热疲劳性；③高的导热性；④良好的抗氧化性和耐蚀性；⑤高的淬透性。

16.选择压铸模材料的主要依据有哪些?试按压铸温度由低到高排列铝或镁合金、锌合金、

钢铁和铸合金的顺序?

答：在选择压铸模材料时，首先就要根据压铸金属的种类及压铸温度的高低来决定；其次还要考虑生产批量大小和压铸件的形状、重量以及精度要求的。由低到高为：锌合金、铝或镁合金、铜合金、钢铁。

17.压铸模为什么要进行表面强化处理，并简述常用表面处理的方法？

答：为了防止熔融金属黏膜、侵蚀，提高压铸模成形部分的抗蚀性和耐磨性，压铸模常用表面强化处理，常用工艺方法有渗氮、氮碳共渗、渗铬、渗硼等。

18.简述低合金20CrMnTi制作塑料模具的制造工艺路线？

下料→锻成模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械半精加工→渗碳→淬火、回火→机械精加工→抛光→镀铬→装配。

19.塑料钢热处理基本要求是什么？

答：A：适合的工作硬度和足够的任性；B:确保淬火微小变形；C：表面无缺陷易于抛光；

D：有足够的变形抗力。

20.时效硬化钢塑料模的热处理工艺基本工序是什么？

答：A:首先进行固溶处理；B：时效处理。

21.化学气相沉积与物理气相沉积有什么区别?

答:A化学气相沉积（CVD）是将低温下气化的金属化合物与加热到高温的工件接触，在工件表面与碳氢化合物和氢气或氮气进行气相反应而生成金属或化合物沉积层的过程。B：将金属、合金或化合物放在真空室中蒸发(或称溅射)，使这些相原子或分子在一

定条件下沉积在工件表面上的工艺称为物理气相沉积（简称PVD）.

22.什么是渗碳？适应的材料有何特点，最后的热处理是什么？

答：在渗碳介质中加热，使钢的表层渗入碳的热处理过程称为渗碳。主要适用于低碳钢，最后的热处理为淬火加低温回火。

23.简述模具工具钢的渗硼有何优异特性？

答：渗硼具有优异的特性：1）硬度高：FeB层硬度为1700～2000HV，Fe<2>层为1200～1500HV。合金钢渗硼层硬度可达3000HV以上。2)耐磨性高：超过渗碳层、渗氮层的耐磨性。3)耐热性高：在600℃不氧化，800℃氧化极微。4）热硬性高：加热到600～800℃硬度仍不降低。5）耐蚀性高：在酸、碱、盐中耐蚀性都很高，只是不耐硝酸腐蚀。24.（综合应用题）试叙述如何根据塑料制品种类和质量要求选用塑料？

答：（1）对型腔表面要求耐磨性好、心部韧性好但形状并不复杂的塑料注塑模，可选用SM45～SM55系列钢。对于型腔复杂的、采用冷挤压成形方式制造的模具，可选用LJ钢和SM1CrNi3钢。这类钢经渗碳、淬火、回火处理后，型腔表面有很好的耐磨性，模体又有较高的强度和韧性。（2）对聚氯乙烯或氟塑料及阻燃的ABS塑料制品，所用模具钢必须有较好的耐磨性，如SM2Cr13.(3)对生产以玻璃纤维作添加剂的热塑性塑料制品的注射模热固性塑料制品的压缩模，要求模具具有较高硬度、高耐磨性、高的抗压强度和较高的韧性，以防止把模具型腔面早磨毛。（4）制造透明塑料的模具，要求模具钢材有良好的镜面抛光性能和高耐磨性。所以要采用预硬化型钢制造，如SM2CrNi3MoAlS、18Ni类、PMS、PCR以及P20系列及8Cr2S、5NiSCa等。

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