模具寿命与失效(问答题部分)

模具寿命与失效（问答题部分）

1.磨损对断裂的促进作用是什么？（P28页）

答：磨损沟痕可成为裂纹的发源地。当由磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成断裂。

2.磨损、塑性变形和断裂的相互作用是什么？（P28页）

答：模具的工作条件比较复杂，一副模具在使用过程中可能出现多种损伤形式，这些损伤又相互促进，加速模具最终以一种形式失效。

①磨损对断裂的促进作用

磨损沟痕可成为裂纹的发源地。当由磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成断裂。

②磨损对塑性变形的促进作用

模具局部磨损后，会带来承载能力的下降以及易受偏载，造成另一部位承受过大的应力而产生塑性变形。

③塑性变形对磨损和断裂的促进作用

局部塑性变形后，改变了模具零件间正常的配合关系。如塑性变形后，模具间隙不均匀，间隙变小，必然造成不均匀磨损，磨损速度加快，进而促进磨损失效；另一方面，塑形变形后，模具间隙不均匀，承载面积变小，会带来附加的偏心载荷以及局部应力过大，造成应力集中，并由此产生裂纹，促进断裂失效。

3.为何回火不足会成为塑料模开裂的因素？（P38页）

答：当模具热处理时，由于回火不足，组织中仍有较多的残余奥氏体，在服役温度下残余奥氏体将转变为马氏体，从而产生相变内应力，这也是引起模具开裂的因素。

4.布氏硬度（试验）的优、缺点是什么？（P68页）

答：①布氏硬度（试验）的优点是压痕面积较大，其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能。因此，布氏硬度检验最适合测定灰铸铁、轴承合金等材料的硬度。

压痕大的另一优点是试验数据稳定，重复性高。

②布氏硬度（试验）的缺点是因压痕直径较大，一般不宜在成品件上直接进行检验。

5.洛氏硬度（试验）的优、缺点是什么？（P69页）

答：①洛氏硬度（试验）的优点是操作简便迅速；压痕小，可对工件直接进行检验；采用不同标尺，可测定各种软硬不同和薄厚不一试样的硬度。

②洛氏硬度（试验）的缺点是压痕较小，代表性差。

6.维氏硬度（试验）的优、缺点是什么？（P71页）

答：①维氏硬度（试验）的优点是硬度值精确可靠。可以任意选择载荷，而不存在布氏硬度那种载荷与压球直径之间的关系约束。也不存在洛氏硬度那种不同标尺的硬度无法统一的问题。比洛氏硬度所测试件厚度更薄。

②维氏硬度（试验）的缺点是其测定方法较麻烦，工作效率低，压痕面积小，代表性

差，所以不宜用于成批生产的常规检验。

7.如何确定磨粒磨损的抗力指标？（P57页）

答：①磨粒磨损可分为低应力磨粒磨损、高应力磨粒磨损及介于二者之间的磨粒磨损。

②在低应力磨粒磨损条件下，材料的磨损量与接触压力成正比，与材料的硬度成反比。

这要求模具钢具有高的硬度和耐磨性。

③在高应力磨粒磨损条件下，其应力很高，可将磨粒打碎，并使材料表面层产生小量

塑性变形。要求材料有很高的加工硬化能力，加工硬化后的硬度要高。

④介于低应力和高应力磨损之间时，为提高材料的耐磨性，不仅要求有高的硬度，还

要求有较好的韧性。

8.润滑对模具寿命的影响是什么？（P93页）

答：减少了模具与工件的直接接触，因此减少了模具的磨损。润滑剂还能在一定程度上阻碍坯料向模具传热，降低模具温度，提高模具寿命。

9.设备速度对模具发生断裂或塑性变形失效的影响是什么？P92页

答：设备速度越高，模具在单位时间内受到的冲击力越大，设备施力时间越短，冲击能量来不及传递和释放，易集中在局部，造成局部应力超过模具材料的屈服应力或断裂强度，因此，设备速度越高，模具越易发生断裂或塑性变形失效。

10.耐磨性与哪些因素有关？（P98页）

答：耐磨性不仅与材料的强度、韧性及硬度有关，还与钢中碳化物的数量、大小及分布有关。一般来说，强度或硬度及韧性越高，碳化物越细小、分布越均匀，材料的耐磨性越好。

11.提高疲劳磨损抗力的措施是什么？（P99页）

答：①提高冶金质量，提供优质纯净材料；或钢中含有适量塑性碳化物夹杂，能将脆性氧化物夹杂，包住形成共生夹杂物，降低氧化物的破坏作用，可提高材料抗疲劳磨损的能力。

②在基体为马氏体的组织中，减小碳化物粒度并使其呈球状均匀分布，使基体中马氏

体、残余奥氏体和未溶碳化物量之间有最佳匹配，可最大限度的提高疲劳磨损抗力。

③合理选择表面硬化工艺，在一定深度范围内保持残余压应力，极有利于提高疲劳磨

损抗力。

④改善模具表面状态，减少冷热加工缺陷，降低表面粗糙度，降低摩擦系数。

12.减轻粘着磨损的主要措施是什么？（P99页）

答：①尽量选择互溶性少、粘着倾向小的材料配对；选择强度高、不易塑性变形的材料。

②提高氧化膜的稳定性，提高氧化膜与基体的结合力；降低表面粗糙度，改善润滑条

件。

③采用表面渗硫、渗磷、渗氮等处理工艺，在材料表面形成化合物或非金属层，降低

接触层原子间结合力，减小摩擦系数，避免直接接触，以降低磨损量。

13.提高耐热疲劳抗力的措施是什么？（P100页）

答：①模具不可避免地存在圆角、孔等应力集中因素，在不影响使用性能的前提下，应尽量选择最佳结构，使截面圆滑过渡，避免或降低应力集中。

②选择优良的抗热疲劳性的材料，是决定零件具有优良抗疲劳应力的重要因素。

③采用表面强化工艺，如表面热处理、化学热处理、喷丸和滚压强化等，改善和提高

模具的抗热疲劳性能。

④对于低周疲劳和热疲劳失效，可通过改善材料塑性来改善失效抗力。

14.新型冷作模具钢中高速钢基体钢的用途和特性是什么？P124页

答：既保持了高速钢的高抗压强度、红硬性和高耐磨性能，又提高了韧性和抗疲劳性能，实现了强韧性、红硬性和耐磨性较好地统一。这类钢主要用于强韧性和耐磨要求高的场合，如加工难变形材料的模具及大型、复杂、受冲击载荷大的模具。

15.新型冷作模具钢中高碳低合金钢的用途和特性是什么？P124页

答：高碳低合金钢一般采用淬火、低温回火，得回火马氏体基体，弥散分布少量碳化物。

这种组织强度高，韧性好，有一定耐磨损性能。常用于工作刃口温度不高、要求强韧性好的冷挤、冷镦和冲载模具。

16.新型冷作模具钢中高碳中铬耐磨钢的用途和特性是什么？124页

答：高碳中铬耐磨钢一般经淬火及高温回火后，具有较强的二次硬化效应和较高的强韧性和耐磨性。主要用于代替Cr12、Cr12MoV及高速钢模具的应用领域，有较好的技术经济效益。

17.新型塑料模具钢的种类及用途是什么？（P129页）

答：①预硬调质型━属于这类钢种的有P20、718[瑞典]和H13钢。这类钢广泛用于制造大、中型精密注塑模。

②预硬易切削型━属于此类型钢的有5NiSCa、SMl和8Cr2S等。这类预硬易切削塑料

模具钢适用于大、中型注塑模的制造。

③时效硬化型━属于此类钢的有25CrNi3MoAl、PMS、SM2和06CrNi6MoVTiAl钢等。这

类钢很适于制作高精度塑料模，还可在软化处理至低硬度后，用作冷挤成型法制造复杂型腔模具。

④冷挤压成型型━属于此类钢的只有LJ和84l6两个钢号。这种方法适用于需要重复

制造型腔或浅型腔的塑料模具，可以降低成本，提高生产率。

18.镀硬铬的优点及应用是什么？（P185页）

答：硬度高，摩擦系数低，耐磨性好，耐蚀性好且镀层光亮，与基体结合力较强，可用作冷作模具和塑料模具的表面防护层，以改善其表面性能。镀层的厚度达0.3～0.5mm，可用于尺寸超差模具的修复。

19.电刷镀的辅助手段是什么？（P187页）

答：电刷镀技术还可以作为制造模具的辅助手段。如应用电刷镀的方法刷镀光滑镀层以降低表面粗糙度值；利用电刷镀可以修复因加工过量所短缺的尺寸，挽救模具废品；利用电刷镀方法还可以在模具上涂写或刻写标记、符号等。

20.激光冲击硬化的特点是什么？（P195页）

答：激光冲击硬化不仅可以大大提高材料的强度和硬度，而且能有效地提高抗疲劳性能。

由于冲击波持续的时间短，因而产生的变形很小。