模具工程材料复习资料 一、认知性的知识点 粘附 。
2．随着含碳量的增加，钢的 硬韧性 变差。
3．钢的基体组织中，耐磨等。
13．3Cr2Mo （P20）钢生产中多殊脱氧处理 ，因此，钢材具有高的纯净度。
表面处理。 1.
复杂的有色金属挤压模、冷冲模 和冷剪模。 25．预硬钢的预先热处理通常采
使用性能影响很大。
模具表面会形成网状裂纹（龟裂），这种现象称为 热疲劳 。 40．Cr4W2MoV 钢锻造温度 小过烧和锻裂，必须严格控制锻造41．当在塑料中加入玻璃纤维24．65Nb 钢适于制作形状39．在反复热应力作用下，热作
1．拉深模常见的正常失效形式是 采用电炉熔炼、 真空除气、特
度 、强度和耐磨性提高，塑性、14．冷作模具钢的强韧化处理工
高淬高回 、微细化处理、等用 调质热处理 。 于 1000 摄氏度 ，易于过热、 温球化退火，如果锻造质量不高，工艺。 出现严重网状碳化物或粗大晶
艺主要包括： 低淬低回 、 26．CrWMn 钢锻后均需进行等
性最差，马氏体耐磨性较好， 温和分级淬火等。
下贝氏体 耐磨性最好。
4．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。5．模具表面强化处理的目的主要是赋予基体表面所不具备的性能，或者是进一步提高其所固有的性能。这些性能主要是表面的耐磨性、 抗咬合性 、抗冲击性、抗热粘附性、抗冷热疲劳性及抗腐蚀性等。
6．渗铬具有优良的 耐磨性 、抗高温氧化和耐磨损性能，适用于 碳钢 、合金钢和镍基或钴基合金工件。
7．在模具中常遇到的磨损形式有磨料损失 、粘着磨损、氧化磨损和 疲劳损失 。 8．拉丝模的失效形式主要是磨损 和 崩刃 等。 9．模具材料的 淬火和回火是保证模具工作零件性能的中心环节。
10．在选择压铸模材料时，首先就要根据压住金属种类 及其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、重量以及精度要求等。11．高碳高合金钢锻造时，锤击操作应掌握“ 二轻一重 ”和俩均匀 的操作要领，以减少内应力。
12．冷作模具包括 冷冲压模 、冷挤压模、冷镦模、拉丝模等；热作模具包括热锻模、热精锻模、热挤压模 、压铸模、热冲裁模
15．塑料模常见的失效形式有磨
粒，必须在球化退火前进行一次 时，模具型腔首先要考虑有可能损及腐蚀、 塑性变形 和断裂。 正火 。 会造成型腔磨损 问题。 16．模具材料对模具寿命的影响27．高温合金的种类很多，有 铁42．电火花表面强化在模具上的是模具 材料种类 、化学成基合金 、镍基合金 、钴基应用效果显著，强化层的性能决
分、 组织结构 、硬度和冶金合金等。
定于 和电极材料。 质量等因素的综合反映。
28．在磨料磨损的条件下，影响43．Cr12型钢的Cr 的质量分数17 ．钢的基体组织中，铁素体耐
耐磨性的主要因素有硬度和 组高达 12% ， 所以具有高淬透磨性最差，马氏体耐磨性较好， 织 。
性。
下贝氏体 耐磨性最好。对于淬29．碳氮共渗是向工件表层同时44．高合金冷作模具钢因淬透性火回火钢，一般认为，在含有少渗入碳和氮，并以 渗碳为主 的好，可用较缓的冷却介质淬火，量残余奥氏体的回火钢马氏体
化学热处理工艺。
如气冷、 、盐浴分级淬火等。 的基体上均匀分布细小碳化物30．钢制模具工作表面的电火花45．在模具中常遇到的磨损形式的组织，其 为最好。 强化，通常采用 电极。
有磨棒磨损 、粘着磨损、氧18．18Ni 类低碳马氏体时效钢31．在模具上应用较多的是镀金化磨损和疲劳磨损。 主要制造高精度、超镜面、 型属 铬 ，可有效提高耐磨性。 46．5CrMnMo 钢适于制造受力
腔复杂 、 大截面 、大批量32．回火稳定性反应了冷作模具较轻的 中小型锤锻摸 。 生产的塑料模具。
受热软化的抗力。
47．在模具材料选定之后，模具
19．对于锻后出现明显沿晶链状33．从合金化和性能特点看，GD 钢的 锻造 和热处理 就碳化物的模坯，须 予以消钢属于 高强韧性 低合金冷作是影响模具使用性能的主要因除后然后再进行球化退火。 模具钢。
素。
20．时效硬化型塑料模具用钢可34．时效硬化钢的热处理工艺为48．冷作模具材料必须具备的工在 固溶处理 后进行模具先进行固溶处理，第二步进行 时艺性能，主要包括：可锻性 、的机械成形加工，然后通过时效效处理 。
可切削性、可磨削性、热处理工
处理，使模具获得使用状态的 35 ．物理气相沉积可分为艺性等。
强度 和硬度，这就有效地保镀 、阴极溅射和离子镀三类。 49．冷作模具材料有冷作模具证了模具最终 尺寸 和形36．渗碳型塑料模具用钢主要用
钢、硬质合金、陶瓷材料、铸铁状的精度。
于 冷挤压成形 的塑料模。 等。 21． 热磨损 、 热疲劳开裂 37 ．为了使塑料模成形件或其它50．电镀工艺通常包括镀前表面和热熔蚀是压铸模常见的失效
摩擦件有高硬度、高耐磨性和高处理、 电镀 和镀后处理三形式。
韧性，在工作中不致于脆断，所个部分。
22．DT 以要选用渗碳钢制造，并进行 渗51．模具寿命是指模具自正常服一样可以进行电加工，如电火花碳 、淬火和低温回火作为最终役至工作失效期间内所能完成加工和线切割加工等。 热处理。
制件加工的次数。
23．为了提高塑料模表面耐磨性
38．在模具材料选定之后，模具52．冷作模具材料有和 耐蚀性 等，常对其适当的
钢的 锻造 和热处理对模具的
钢 、硬质合金、陶瓷材料、
铸铁等。
53．为了防粘附，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 和镀铬。 54．保证耐热性的关键是模具的55．塑料模常见的失效形式有磨模具钢的是A
A ．20
23．马氏体的硬度主要决定于其? 三、基本概念
B ．3Cr13 含碳量
是?
25．适合于制造受力较轻的中小型锤锻模的材料是？5CrMnMo 26．适合于制造受力较轻的中小型锤锻模的材料是? 5CrMnMo C ．T10A
D 低变形冷作模具钢：是在碳素工．3Cr2Mo
具钢基础上加入了小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。其主要作用是提高淬透性，减少淬火变形开裂倾向，形成特殊的碳化物，细化晶粒，提高回火稳定8．向工件表层同时渗入碳和氮，24．下列诸材料中淬透性最好的并以渗碳为主的化学处理工艺称为？渗碳处理 具的是？P20
组织应有较好的 热稳定性 。 9．低变形钢中，适合作冷作模损及腐蚀、塑性变形和 断裂 。 10．重载冷冲模主要失效形式是
56．模具 表面强化处理 的目的主要是赋予基体表面所不具备的性能，或是进一步提高其固有的性能。
57．对于高承载的高速钢冷作模具，采用 、低温回火可以防止崩刃和折断。
58．硬度是衡量材料 软硬程度 的性能指标，其物理意义随试验方法不同而异。
59．冷作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，并增加 和回火稳定性，以达到耐磨性和强韧性的要求。 60．为提高压铸模的抗蚀性、 耐磨性 、抗热疲劳和抗粘附性能，可采用离子渗氮的方法。 二、理解性的知识点
1．铁素体、奥氏体、珠光体、渗碳体组织中硬度最大的是？渗碳体
2．反映冷作模具材料的断裂抗力指标是？强度
3．向工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学处理工艺称为? 碳氮共渗
4．碳素工具钢在以下哪种状态下硬度较低，有较好的切削加工性能? 碳软氮化
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？冷作模具
6．以下钢中淬透性最好的是哪种钢?
7．下列合金中，属于耐蚀型塑料
崩刃、折断，因此应重点保证模27．下列诸材料中热硬性最好的性。因此这类钢的强韧性，耐磨具获得?
是？
性，热硬性都比碳素工具钢高，11．热锻模的最终热处理工艺应A ．
T12
使用寿命也较碳素工具钢长。 该是? 淬火+中温||高温回火
B ．W18Cr4
12．属于低淬透性冷作模具钢的V C ．9SiCr
D ．YG3
冷作模具；是指在冷态下完成对是？P16
28．下列合金中，属于预硬型塑金属或非金属进行塑性变形的13．下列诸材料被称为高强韧
料模具钢的是 ?P104
模具
性，适合作冷作模具的是?
29．下面哪种因素可提高冷作模韧性：是材料在冲击载荷作用下14．常见的调质钢大都属于 具钢的抗疲劳性能 ?
抵抗产生裂纹的一个特性，反映钢？
30．Cr12 型钢属于莱氏体钢，铸了模具的脆断抗力，常用的冲击15．以下哪种方法是属于改变表态组织中含有大量的 共晶碳化韧度ak 来评定。
面化学成分的方法? 即表面化学物 体？
化学气相沉积（CVD ）；是在真热处理技术
31．高速钢淬火后进行多次回火空度≤1Pa 的反应室中，通过一16．模具的镜面抛光性能与模具的主要目的是？
定温度下的气相化学反应在工材料的哪一项性能无关? 抛光性32．适合于制作热模锻压力机锻件表面生成化合物沉积层的过能与模具材料的纯洁度，硬度和
模中锻件顶杆的材料是?P70表程
显微组织有关
格
热锻模：在高温下通过冲击里或17．T8钢奥氏体化后进行油淬，33．适合于制作摩擦压力机锻模
压力使炽热得金属胚料成形的其组织为？
凸模镶块的材料是？P70表格 模具, 包括锤锻模, 压力机锻模, 热18．下列合金中，铬元素含量最34．常见的调质钢大都属于? 暾模, 精锻模和高速锻模等. 其中少的是?
35．以下钢号那种不属于热锻模锤锻模最有带代表性
19．下列合金中，属于时效硬化用钢B
金属陶瓷硬质合金；是将一些高
型塑料模具钢的是？C A ．5CrNiMo 熔点，高硬度的金属碳化物粉末
A ．20CrNiMo B ．
8Cr3
（如WC ，TiC 等）和粘合剂
B ．40Cr C
．
4CrMnSiMoV
（Co.Ni 等）混合后，加压成型， C ．25CrNi3MoAl D ．5CrMnMo
再经烧结而成的一种粉末冶金
D ．3Cr2Mo
36．属于渗碳型塑料模具钢的
材料
20．下列合金中，属于耐蚀型塑是？P90
物理气相沉积（PVD ）；将金属，料模具钢的是A 37．下列工艺中，属于表面形成合金或化合物放在真空室中蒸
A ．0Cr16Ni4Cu3Nb （PCR ）覆盖层的方法的是?
发，使这些气相原子或分子在一B ．3Cr2Mo
C 38．．下列工艺中，属于改变表面18Ni 类 D ． 20Cr
定条件下沉积在工件表面上的21．模具表面强化处理工艺中，化学成分的方法的是?
工艺
不改变表面化学成分的方法A ．T8A B ．GCr15
模具失效；指模具工作部分发生是？喷镀表面强化
C ．Cr12 D ．T10A
严重磨损坏而不能用一般修复22．热固性塑料压缩模的工作温39．能够造成二次硬化，显著提方法使其重新服役的现象 度一般在？160到250摄氏度
高钢的热硬性的元素是?
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点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
喷丸强化；是利用大量的珠丸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余压应力，可以显著提高零件的疲劳强度
基体钢；就是具有高速钢正常淬或基体成分的钢，这类钢过剩的碳化物少，细小均匀，工艺性能好，强韧性有明显的改善，广泛用于高负载，高速耐冲击冷热变形模具
渗碳；在渗碳介质中加热，使钢的表层渗入碳的热处理过程 渗氮；向钢的表面渗氮以提高表层氮的浓度的热处理过程 疲劳抗力:反映材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的性能指标。
化学热处理：是只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。
复合强韧化处理（双重淬火）
刷镀：是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀所需要的电解液电镀的方法 预硬钢
四、基本问题
1．简述冷作模具材料的主要失效形式及对使用性能的基本要求。P13
答：形式：磨损，脆断，变形，咬合等
基本要求：1，良好的耐磨
性2高强度3足够的韧性4良好模具刚，成分与5CrNiMo 相比，9．简述冷镦模的主要失效形式。的疲劳性能 碳量稍低，提高了Cr 和Mo 的含
P46
5，良好的抗咬量
1檫伤2崩落3脆性开裂：合能力
拼加入了适量的V 和Si ，回常见于冷镦凹模，一般有两种形2．选择冷作模具材料时应遵循火时析出M2C,MC 型碳化物，使式：一种是在擦伤严重处和崩落
的基本原则上是什么？P43 刚具二次硬化效应。该刚与造成的夹角处，由于应力集中而 答：首先使用性能要求，5CrNiMo
导致裂纹产生；另一种是因整个同时兼顾材料的工艺性和经济 相比，有以下优点：1淬透性截面淬硬或钢中碳化物或非金
性
明显提高：2热稳定性比属夹杂物偏析而引起脆性开裂。 在确定模具使用性能5CrNiMo 钢高150摄氏度3具有4冷镦常因硬度不足或硬化层过时，应从模具结构，工作条件，高的强韧
浅而凹陷，或因尺寸超差而过早制品形式及尺寸；加工 性4抗热疲劳和热磨损性报废。
精度，生厂批量等方能较高具有优良的使用性能。 10．压铸模常见的失效形式以及面综合考虑。
6．塑料模具用钢按钢材特性和使性能要求是什么。P76
3．简述铬系热作模具钢的共同用时的热处理状态可以分为哪几 失效形式：热疲劳开裂，特点。P71
类？
热磨损和热熔蚀
1因含烙较多，具有较高 渗碳型，调质型，淬硬型，预 要求：较高的耐热性和良好的的淬透性2耐热疲劳抗力较好3硬型，耐蚀型，时效硬化型 高温力学性能，优良的耐热疲劳回火稳定性较高
7．简述模具钢的渗硼层是怎样组性，高的导热性，良好的抗氧化 4与钨系热作模具刚相比，成的？说明其有何优异特性？
性和耐蚀性，高的淬透性等。 有较高的韧性，但高温强度不P112 11．选择压铸模材料的主要依据
足，耐热性较差，
在钢的表面渗硼会形成由有那些？试按压铸温度由低到
工作温度一般不超过650硼化物组成的渗硼层， 高排列铝或镁合金、锌合金、钢度5这类刚所含碳化物种类及 特性：1硬度高，2耐磨性铁和压铸铜合金的顺序。P79及
数量大致相同，因而过热 高3耐热性高4红硬性高5耐蚀表格
敏感性也大致相同。6烙性高
首先就要根据压铸模金属的系热作模具刚塑性较高，变形抗8．塑料钢热处理的基本要求是什种类及其压铸温度的高低来决力小，锻造开裂倾向性较少，但么？时效硬化型钢塑料模的热处定：其次还要考虑生产批量大小锻
理工艺的基本工序是什么？和压铸件的形状，重量以及精度 造温度范围较笮，必须严P101—P105 要求等（表格见模具材料与表面格控制锻打温度。 基本要求：
处理P79）
1适合的工作硬度和足够12．简述Cr12MoV 钢采用不同4．热作模具材料应具备哪些基的韧性2确保淬火微少变形3表的淬火温度和回火温度后的力本特性？P65 面无缺陷易与抛光4有足够的变学性能的变化。P24
1较高的高温强度和良好的形抗
Cr12MoV 钢采用低温淬火
韧性。2良好的耐磨性能3高的 力
（950—1000）和底温回火（200）热稳定性4优良的耐热疲劳性 基本工序：1进行固溶处时，可以获得高的硬度，强度和 5高淬透性6良好的导热性7理，即把刚加热到高温，使用各断裂韧度；高温淬火（1080—良好的成形加工工艺性能，以满种合金元素溶入奥氏体中，完成1100）与高温回火（500—520）足加工成形的需要。 奥氏
可以获得良好的热硬性，其耐磨5．试比较
5CrNiMo
与
体后淬火获得马氏体组
性，硬度也较高但抗压强度和断45Cr2NiMoVSi 钢的性能特点、织。2进行时效处理，利用时效裂韧度较底；而采用中温淬火应用范围有什么区别？P67 强化达到最后的要求的力学性能 （1030）与中温回火（400）可
45Cr2NiMoVSi 是新型热做
以获得最好的强韧性配合。
13．塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？P89
16．压铸模为什么要进行表面强化处理并简述常用的表面强化能。4. 渗层脆性小，不易削落，但因渗层较薄，不适合重载工作的零件。
4Cr13等
3 对生厂以玻璃纤维作添加剂的热塑性塑料制品的注射模 1锻造性能：材料的导热性好，处理的方法。
在加热过程中容易内外热透。材料塑性好，变形抗力少锻打时不易出现开裂可锻性好。 2机械加工性能：塑料模具型腔的几何形状大多比较复杂，型腔表面质量要求高，难加工部位相当多；因此模具材料应具有优良的切削加工性和磨削加工性能 3焊接性能：塑料模型腔在加工中受到损坏时，或在使用中被磨损需要修复时，常采用焊补的方法，因此模具材料要有较好的焊接性能
4热处理工艺性能：热处理工艺应简单，材料有足够的淬透性和淬硬性，变形开裂倾向小，工艺质量稳定
14．某模具公司采用未经锻造的Cr12MoV 钢生产模具，发现在热处理时开裂以及在生产过程中出现崩刃等现象，试从原始组织出发分析其原因。
15．简述锤锻模的工作条件及性能要求。P66
锤锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。模具型腔与高温金属坯料相接触产生强烈的摩擦，使模具本身温度高达400到600摄氏度。锻件取出后模腔还要用水，油或压缩空气进行冷却，如此受到反复加热和冷却，使模具表面产生较大的热应力。锻锤模的失效方式主要是，在交变的热应力作用下，模具表面产生网状或放射状的热疲劳度裂纹，以及模腔磨损或严重偏载，工艺性裂纹导致模具开裂。因此，锻锤模应具较高的高温强度和韧性，良好的耐磨性和耐热疲劳性，由于锻锤模尺寸比较大，还要求锻锤模用钢具有高的淬透性。
压铸模用钢用于制造压力铸造19．试叙述热挤压模具的制造工或热塑性塑料制品的注射模或和挤压铸造模具。根据压铸材料艺路线及各热加工工序的作用。热固性塑料制品的压缩模，要求的性质，压铸模可分为锌合金压P74
模具有高硬度，高耐磨性，高的铸模，铝合金压铸模。铜合金压工艺路线：下料——锻造——预抗压强度和较高韧性，以防止塑铸模。压铸模工作时与高温的液
先热处理——机械加工——淬，
料把模具型腔面过早磨毛。或因态金属接触，不仅受热时间长，回火——精加工
模具受高压而局部变形，常用淬而且受热的温度比热锻模要高，锻造以避免严重脱碳导致模具早硬型模具钢制造，经淬火，回火此外还受到反复加热和冷却以期失效。退火为了确保良好的耐后得到所需的模具性能，例如选及金属液流的高速冲刷而产生磨性。高温调质为了使锻后的毛用T8A ，T10A ，Cr6Wv, Cr12等磨损和腐蚀。因此，热疲劳开裂，坯的力学性能得到改善。正火是
淬硬型模具钢
热磨损和热熔蚀是压铸模常见为了消除锻后出现明显沿晶链状4制造透明塑料的模具，要求的失效形式。所以，压铸模的性碳化物的模坯。淬，回火主要是模具钢材有良好的镜面抛光性能要求是：较高的耐热性和良好完成组织转变，使碳及合金元素能和高耐磨性。所以要采用时效的高温力学性能，优良的耐热疲充分固溶，以保证获得高的回火
硬化型钢制造，例如18Ni 类劳性，高的导热性，优良的抗氧
抗力及热硬性，提高模具的硬度。 PMS ，PCR 等。也可用预硬型钢，
化性和耐蚀性，高的淬透性等。20．试叙述如何根据塑料制品种如P20系列及8CrMn,5NiSCa 等。 方法：锻造，退火，机械粗加工，类和质量要求选用塑料模具钢？
稳定化处理，精加工成形，淬火每类塑料模具钢至少写出两种典及回火，钳工修配，发蓝，调质，型钢号。P98
渗氮，研磨抛光等。
1对型腔表面要求耐磨性好，心17．低合金钢20CrMnTi 制作塑部韧性要好但形状不复杂的塑料料模具的制造工艺路线。P102 注射模，可选低碳结构钢合金结工艺路线：下料——锻造模坯—构钢。这类钢在退火状态下塑性—退火——机械粗加工——冷很好，硬度低，退火后硬度为85挤压成形——再结晶退火——
—135HBS 。其变形力小，可用冷机械半精加工——渗碳——淬压成形，大大减少了切削加工量。火，退火——机械精加工——抛20Cr 和工业纯铁DT1 ，DT2均光——渡Cr ——装配 属于此类钢。对于大，中型且型18．什么是氮碳共渗？有什么主腔较复杂的模具，可选用LJ 钢和要特点？P114—115
12CrNi3A,12CrNi4A 等优质渗定义：氮碳共渗是向钢件表面同碳，淬火，回火处理后，型腔表时渗入氮和碳，并以渗氮为主的面有很好的耐磨性，模体又有较化学热处理工艺。
高的强度和韧性。
特点：1. 处理温度低，时间短，2对聚氯乙烯和氟塑料及阻燃工件变形小。2. 不受钢种限制，的ABS 塑料制品，所用模具钢必
碳钢，低合金钢，工具钢，铸铁须有较好的抗腐蚀性。因为这些及铁基粉末冶金材料等均可进塑料在熔融状态会分解出HCL 行处理。3. 工件经处理后可获得HF 和二氧化硫等气体，对模具较高的表面硬度，疲劳抗力，耐
型腔面有一定的腐蚀性。这类模磨性和耐蚀性。在干摩擦条件具的成形件常耐蚀塑料模具钢，下，还具有抗擦伤和抗咬合等性
例如PCR ，AFC-77，18Ni 及
模具工程材料复习资料 一、认知性的知识点 粘附 。
2．随着含碳量的增加，钢的 硬韧性 变差。
3．钢的基体组织中，耐磨等。
13．3Cr2Mo （P20）钢生产中多殊脱氧处理 ，因此，钢材具有高的纯净度。
表面处理。 1.
复杂的有色金属挤压模、冷冲模 和冷剪模。 25．预硬钢的预先热处理通常采
使用性能影响很大。
模具表面会形成网状裂纹（龟裂），这种现象称为 热疲劳 。 40．Cr4W2MoV 钢锻造温度 小过烧和锻裂，必须严格控制锻造41．当在塑料中加入玻璃纤维24．65Nb 钢适于制作形状39．在反复热应力作用下，热作
1．拉深模常见的正常失效形式是 采用电炉熔炼、 真空除气、特
度 、强度和耐磨性提高，塑性、14．冷作模具钢的强韧化处理工
高淬高回 、微细化处理、等用 调质热处理 。 于 1000 摄氏度 ，易于过热、 温球化退火，如果锻造质量不高，工艺。 出现严重网状碳化物或粗大晶
艺主要包括： 低淬低回 、 26．CrWMn 钢锻后均需进行等
性最差，马氏体耐磨性较好， 温和分级淬火等。
下贝氏体 耐磨性最好。
4．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。5．模具表面强化处理的目的主要是赋予基体表面所不具备的性能，或者是进一步提高其所固有的性能。这些性能主要是表面的耐磨性、 抗咬合性 、抗冲击性、抗热粘附性、抗冷热疲劳性及抗腐蚀性等。
6．渗铬具有优良的 耐磨性 、抗高温氧化和耐磨损性能，适用于 碳钢 、合金钢和镍基或钴基合金工件。
7．在模具中常遇到的磨损形式有磨料损失 、粘着磨损、氧化磨损和 疲劳损失 。 8．拉丝模的失效形式主要是磨损 和 崩刃 等。 9．模具材料的 淬火和回火是保证模具工作零件性能的中心环节。
10．在选择压铸模材料时，首先就要根据压住金属种类 及其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、重量以及精度要求等。11．高碳高合金钢锻造时，锤击操作应掌握“ 二轻一重 ”和俩均匀 的操作要领，以减少内应力。
12．冷作模具包括 冷冲压模 、冷挤压模、冷镦模、拉丝模等；热作模具包括热锻模、热精锻模、热挤压模 、压铸模、热冲裁模
15．塑料模常见的失效形式有磨
粒，必须在球化退火前进行一次 时，模具型腔首先要考虑有可能损及腐蚀、 塑性变形 和断裂。 正火 。 会造成型腔磨损 问题。 16．模具材料对模具寿命的影响27．高温合金的种类很多，有 铁42．电火花表面强化在模具上的是模具 材料种类 、化学成基合金 、镍基合金 、钴基应用效果显著，强化层的性能决
分、 组织结构 、硬度和冶金合金等。
定于 和电极材料。 质量等因素的综合反映。
28．在磨料磨损的条件下，影响43．Cr12型钢的Cr 的质量分数17 ．钢的基体组织中，铁素体耐
耐磨性的主要因素有硬度和 组高达 12% ， 所以具有高淬透磨性最差，马氏体耐磨性较好， 织 。
性。
下贝氏体 耐磨性最好。对于淬29．碳氮共渗是向工件表层同时44．高合金冷作模具钢因淬透性火回火钢，一般认为，在含有少渗入碳和氮，并以 渗碳为主 的好，可用较缓的冷却介质淬火，量残余奥氏体的回火钢马氏体
化学热处理工艺。
如气冷、 、盐浴分级淬火等。 的基体上均匀分布细小碳化物30．钢制模具工作表面的电火花45．在模具中常遇到的磨损形式的组织，其 为最好。 强化，通常采用 电极。
有磨棒磨损 、粘着磨损、氧18．18Ni 类低碳马氏体时效钢31．在模具上应用较多的是镀金化磨损和疲劳磨损。 主要制造高精度、超镜面、 型属 铬 ，可有效提高耐磨性。 46．5CrMnMo 钢适于制造受力
腔复杂 、 大截面 、大批量32．回火稳定性反应了冷作模具较轻的 中小型锤锻摸 。 生产的塑料模具。
受热软化的抗力。
47．在模具材料选定之后，模具
19．对于锻后出现明显沿晶链状33．从合金化和性能特点看，GD 钢的 锻造 和热处理 就碳化物的模坯，须 予以消钢属于 高强韧性 低合金冷作是影响模具使用性能的主要因除后然后再进行球化退火。 模具钢。
素。
20．时效硬化型塑料模具用钢可34．时效硬化钢的热处理工艺为48．冷作模具材料必须具备的工在 固溶处理 后进行模具先进行固溶处理，第二步进行 时艺性能，主要包括：可锻性 、的机械成形加工，然后通过时效效处理 。
可切削性、可磨削性、热处理工
处理，使模具获得使用状态的 35 ．物理气相沉积可分为艺性等。
强度 和硬度，这就有效地保镀 、阴极溅射和离子镀三类。 49．冷作模具材料有冷作模具证了模具最终 尺寸 和形36．渗碳型塑料模具用钢主要用
钢、硬质合金、陶瓷材料、铸铁状的精度。
于 冷挤压成形 的塑料模。 等。 21． 热磨损 、 热疲劳开裂 37 ．为了使塑料模成形件或其它50．电镀工艺通常包括镀前表面和热熔蚀是压铸模常见的失效
摩擦件有高硬度、高耐磨性和高处理、 电镀 和镀后处理三形式。
韧性，在工作中不致于脆断，所个部分。
22．DT 以要选用渗碳钢制造，并进行 渗51．模具寿命是指模具自正常服一样可以进行电加工，如电火花碳 、淬火和低温回火作为最终役至工作失效期间内所能完成加工和线切割加工等。 热处理。
制件加工的次数。
23．为了提高塑料模表面耐磨性
38．在模具材料选定之后，模具52．冷作模具材料有和 耐蚀性 等，常对其适当的
钢的 锻造 和热处理对模具的
钢 、硬质合金、陶瓷材料、
铸铁等。
53．为了防粘附，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 和镀铬。 54．保证耐热性的关键是模具的55．塑料模常见的失效形式有磨模具钢的是A
A ．20
23．马氏体的硬度主要决定于其? 三、基本概念
B ．3Cr13 含碳量
是?
25．适合于制造受力较轻的中小型锤锻模的材料是？5CrMnMo 26．适合于制造受力较轻的中小型锤锻模的材料是? 5CrMnMo C ．T10A
D 低变形冷作模具钢：是在碳素工．3Cr2Mo
具钢基础上加入了小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。其主要作用是提高淬透性，减少淬火变形开裂倾向，形成特殊的碳化物，细化晶粒，提高回火稳定8．向工件表层同时渗入碳和氮，24．下列诸材料中淬透性最好的并以渗碳为主的化学处理工艺称为？渗碳处理 具的是？P20
组织应有较好的 热稳定性 。 9．低变形钢中，适合作冷作模损及腐蚀、塑性变形和 断裂 。 10．重载冷冲模主要失效形式是
56．模具 表面强化处理 的目的主要是赋予基体表面所不具备的性能，或是进一步提高其固有的性能。
57．对于高承载的高速钢冷作模具，采用 、低温回火可以防止崩刃和折断。
58．硬度是衡量材料 软硬程度 的性能指标，其物理意义随试验方法不同而异。
59．冷作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，并增加 和回火稳定性，以达到耐磨性和强韧性的要求。 60．为提高压铸模的抗蚀性、 耐磨性 、抗热疲劳和抗粘附性能，可采用离子渗氮的方法。 二、理解性的知识点
1．铁素体、奥氏体、珠光体、渗碳体组织中硬度最大的是？渗碳体
2．反映冷作模具材料的断裂抗力指标是？强度
3．向工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学处理工艺称为? 碳氮共渗
4．碳素工具钢在以下哪种状态下硬度较低，有较好的切削加工性能? 碳软氮化
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？冷作模具
6．以下钢中淬透性最好的是哪种钢?
7．下列合金中，属于耐蚀型塑料
崩刃、折断，因此应重点保证模27．下列诸材料中热硬性最好的性。因此这类钢的强韧性，耐磨具获得?
是？
性，热硬性都比碳素工具钢高，11．热锻模的最终热处理工艺应A ．
T12
使用寿命也较碳素工具钢长。 该是? 淬火+中温||高温回火
B ．W18Cr4
12．属于低淬透性冷作模具钢的V C ．9SiCr
D ．YG3
冷作模具；是指在冷态下完成对是？P16
28．下列合金中，属于预硬型塑金属或非金属进行塑性变形的13．下列诸材料被称为高强韧
料模具钢的是 ?P104
模具
性，适合作冷作模具的是?
29．下面哪种因素可提高冷作模韧性：是材料在冲击载荷作用下14．常见的调质钢大都属于 具钢的抗疲劳性能 ?
抵抗产生裂纹的一个特性，反映钢？
30．Cr12 型钢属于莱氏体钢，铸了模具的脆断抗力，常用的冲击15．以下哪种方法是属于改变表态组织中含有大量的 共晶碳化韧度ak 来评定。
面化学成分的方法? 即表面化学物 体？
化学气相沉积（CVD ）；是在真热处理技术
31．高速钢淬火后进行多次回火空度≤1Pa 的反应室中，通过一16．模具的镜面抛光性能与模具的主要目的是？
定温度下的气相化学反应在工材料的哪一项性能无关? 抛光性32．适合于制作热模锻压力机锻件表面生成化合物沉积层的过能与模具材料的纯洁度，硬度和
模中锻件顶杆的材料是?P70表程
显微组织有关
格
热锻模：在高温下通过冲击里或17．T8钢奥氏体化后进行油淬，33．适合于制作摩擦压力机锻模
压力使炽热得金属胚料成形的其组织为？
凸模镶块的材料是？P70表格 模具, 包括锤锻模, 压力机锻模, 热18．下列合金中，铬元素含量最34．常见的调质钢大都属于? 暾模, 精锻模和高速锻模等. 其中少的是?
35．以下钢号那种不属于热锻模锤锻模最有带代表性
19．下列合金中，属于时效硬化用钢B
金属陶瓷硬质合金；是将一些高
型塑料模具钢的是？C A ．5CrNiMo 熔点，高硬度的金属碳化物粉末
A ．20CrNiMo B ．
8Cr3
（如WC ，TiC 等）和粘合剂
B ．40Cr C
．
4CrMnSiMoV
（Co.Ni 等）混合后，加压成型， C ．25CrNi3MoAl D ．5CrMnMo
再经烧结而成的一种粉末冶金
D ．3Cr2Mo
36．属于渗碳型塑料模具钢的
材料
20．下列合金中，属于耐蚀型塑是？P90
物理气相沉积（PVD ）；将金属，料模具钢的是A 37．下列工艺中，属于表面形成合金或化合物放在真空室中蒸
A ．0Cr16Ni4Cu3Nb （PCR ）覆盖层的方法的是?
发，使这些气相原子或分子在一B ．3Cr2Mo
C 38．．下列工艺中，属于改变表面18Ni 类 D ． 20Cr
定条件下沉积在工件表面上的21．模具表面强化处理工艺中，化学成分的方法的是?
工艺
不改变表面化学成分的方法A ．T8A B ．GCr15
模具失效；指模具工作部分发生是？喷镀表面强化
C ．Cr12 D ．T10A
严重磨损坏而不能用一般修复22．热固性塑料压缩模的工作温39．能够造成二次硬化，显著提方法使其重新服役的现象 度一般在？160到250摄氏度
高钢的热硬性的元素是?
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点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
喷丸强化；是利用大量的珠丸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余压应力，可以显著提高零件的疲劳强度
基体钢；就是具有高速钢正常淬或基体成分的钢，这类钢过剩的碳化物少，细小均匀，工艺性能好，强韧性有明显的改善，广泛用于高负载，高速耐冲击冷热变形模具
渗碳；在渗碳介质中加热，使钢的表层渗入碳的热处理过程 渗氮；向钢的表面渗氮以提高表层氮的浓度的热处理过程 疲劳抗力:反映材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的性能指标。
化学热处理：是只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。
复合强韧化处理（双重淬火）
刷镀：是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀所需要的电解液电镀的方法 预硬钢
四、基本问题
1．简述冷作模具材料的主要失效形式及对使用性能的基本要求。P13
答：形式：磨损，脆断，变形，咬合等
基本要求：1，良好的耐磨
性2高强度3足够的韧性4良好模具刚，成分与5CrNiMo 相比，9．简述冷镦模的主要失效形式。的疲劳性能 碳量稍低，提高了Cr 和Mo 的含
P46
5，良好的抗咬量
1檫伤2崩落3脆性开裂：合能力
拼加入了适量的V 和Si ，回常见于冷镦凹模，一般有两种形2．选择冷作模具材料时应遵循火时析出M2C,MC 型碳化物，使式：一种是在擦伤严重处和崩落
的基本原则上是什么？P43 刚具二次硬化效应。该刚与造成的夹角处，由于应力集中而 答：首先使用性能要求，5CrNiMo
导致裂纹产生；另一种是因整个同时兼顾材料的工艺性和经济 相比，有以下优点：1淬透性截面淬硬或钢中碳化物或非金
性
明显提高：2热稳定性比属夹杂物偏析而引起脆性开裂。 在确定模具使用性能5CrNiMo 钢高150摄氏度3具有4冷镦常因硬度不足或硬化层过时，应从模具结构，工作条件，高的强韧
浅而凹陷，或因尺寸超差而过早制品形式及尺寸；加工 性4抗热疲劳和热磨损性报废。
精度，生厂批量等方能较高具有优良的使用性能。 10．压铸模常见的失效形式以及面综合考虑。
6．塑料模具用钢按钢材特性和使性能要求是什么。P76
3．简述铬系热作模具钢的共同用时的热处理状态可以分为哪几 失效形式：热疲劳开裂，特点。P71
类？
热磨损和热熔蚀
1因含烙较多，具有较高 渗碳型，调质型，淬硬型，预 要求：较高的耐热性和良好的的淬透性2耐热疲劳抗力较好3硬型，耐蚀型，时效硬化型 高温力学性能，优良的耐热疲劳回火稳定性较高
7．简述模具钢的渗硼层是怎样组性，高的导热性，良好的抗氧化 4与钨系热作模具刚相比，成的？说明其有何优异特性？
性和耐蚀性，高的淬透性等。 有较高的韧性，但高温强度不P112 11．选择压铸模材料的主要依据
足，耐热性较差，
在钢的表面渗硼会形成由有那些？试按压铸温度由低到
工作温度一般不超过650硼化物组成的渗硼层， 高排列铝或镁合金、锌合金、钢度5这类刚所含碳化物种类及 特性：1硬度高，2耐磨性铁和压铸铜合金的顺序。P79及
数量大致相同，因而过热 高3耐热性高4红硬性高5耐蚀表格
敏感性也大致相同。6烙性高
首先就要根据压铸模金属的系热作模具刚塑性较高，变形抗8．塑料钢热处理的基本要求是什种类及其压铸温度的高低来决力小，锻造开裂倾向性较少，但么？时效硬化型钢塑料模的热处定：其次还要考虑生产批量大小锻
理工艺的基本工序是什么？和压铸件的形状，重量以及精度 造温度范围较笮，必须严P101—P105 要求等（表格见模具材料与表面格控制锻打温度。 基本要求：
处理P79）
1适合的工作硬度和足够12．简述Cr12MoV 钢采用不同4．热作模具材料应具备哪些基的韧性2确保淬火微少变形3表的淬火温度和回火温度后的力本特性？P65 面无缺陷易与抛光4有足够的变学性能的变化。P24
1较高的高温强度和良好的形抗
Cr12MoV 钢采用低温淬火
韧性。2良好的耐磨性能3高的 力
（950—1000）和底温回火（200）热稳定性4优良的耐热疲劳性 基本工序：1进行固溶处时，可以获得高的硬度，强度和 5高淬透性6良好的导热性7理，即把刚加热到高温，使用各断裂韧度；高温淬火（1080—良好的成形加工工艺性能，以满种合金元素溶入奥氏体中，完成1100）与高温回火（500—520）足加工成形的需要。 奥氏
可以获得良好的热硬性，其耐磨5．试比较
5CrNiMo
与
体后淬火获得马氏体组
性，硬度也较高但抗压强度和断45Cr2NiMoVSi 钢的性能特点、织。2进行时效处理，利用时效裂韧度较底；而采用中温淬火应用范围有什么区别？P67 强化达到最后的要求的力学性能 （1030）与中温回火（400）可
45Cr2NiMoVSi 是新型热做
以获得最好的强韧性配合。
13．塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？P89
16．压铸模为什么要进行表面强化处理并简述常用的表面强化能。4. 渗层脆性小，不易削落，但因渗层较薄，不适合重载工作的零件。
4Cr13等
3 对生厂以玻璃纤维作添加剂的热塑性塑料制品的注射模 1锻造性能：材料的导热性好，处理的方法。
在加热过程中容易内外热透。材料塑性好，变形抗力少锻打时不易出现开裂可锻性好。 2机械加工性能：塑料模具型腔的几何形状大多比较复杂，型腔表面质量要求高，难加工部位相当多；因此模具材料应具有优良的切削加工性和磨削加工性能 3焊接性能：塑料模型腔在加工中受到损坏时，或在使用中被磨损需要修复时，常采用焊补的方法，因此模具材料要有较好的焊接性能
4热处理工艺性能：热处理工艺应简单，材料有足够的淬透性和淬硬性，变形开裂倾向小，工艺质量稳定
14．某模具公司采用未经锻造的Cr12MoV 钢生产模具，发现在热处理时开裂以及在生产过程中出现崩刃等现象，试从原始组织出发分析其原因。
15．简述锤锻模的工作条件及性能要求。P66
锤锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。模具型腔与高温金属坯料相接触产生强烈的摩擦，使模具本身温度高达400到600摄氏度。锻件取出后模腔还要用水，油或压缩空气进行冷却，如此受到反复加热和冷却，使模具表面产生较大的热应力。锻锤模的失效方式主要是，在交变的热应力作用下，模具表面产生网状或放射状的热疲劳度裂纹，以及模腔磨损或严重偏载，工艺性裂纹导致模具开裂。因此，锻锤模应具较高的高温强度和韧性，良好的耐磨性和耐热疲劳性，由于锻锤模尺寸比较大，还要求锻锤模用钢具有高的淬透性。
压铸模用钢用于制造压力铸造19．试叙述热挤压模具的制造工或热塑性塑料制品的注射模或和挤压铸造模具。根据压铸材料艺路线及各热加工工序的作用。热固性塑料制品的压缩模，要求的性质，压铸模可分为锌合金压P74
模具有高硬度，高耐磨性，高的铸模，铝合金压铸模。铜合金压工艺路线：下料——锻造——预抗压强度和较高韧性，以防止塑铸模。压铸模工作时与高温的液
先热处理——机械加工——淬，
料把模具型腔面过早磨毛。或因态金属接触，不仅受热时间长，回火——精加工
模具受高压而局部变形，常用淬而且受热的温度比热锻模要高，锻造以避免严重脱碳导致模具早硬型模具钢制造，经淬火，回火此外还受到反复加热和冷却以期失效。退火为了确保良好的耐后得到所需的模具性能，例如选及金属液流的高速冲刷而产生磨性。高温调质为了使锻后的毛用T8A ，T10A ，Cr6Wv, Cr12等磨损和腐蚀。因此，热疲劳开裂，坯的力学性能得到改善。正火是
淬硬型模具钢
热磨损和热熔蚀是压铸模常见为了消除锻后出现明显沿晶链状4制造透明塑料的模具，要求的失效形式。所以，压铸模的性碳化物的模坯。淬，回火主要是模具钢材有良好的镜面抛光性能要求是：较高的耐热性和良好完成组织转变，使碳及合金元素能和高耐磨性。所以要采用时效的高温力学性能，优良的耐热疲充分固溶，以保证获得高的回火
硬化型钢制造，例如18Ni 类劳性，高的导热性，优良的抗氧
抗力及热硬性，提高模具的硬度。 PMS ，PCR 等。也可用预硬型钢，
化性和耐蚀性，高的淬透性等。20．试叙述如何根据塑料制品种如P20系列及8CrMn,5NiSCa 等。 方法：锻造，退火，机械粗加工，类和质量要求选用塑料模具钢？
稳定化处理，精加工成形，淬火每类塑料模具钢至少写出两种典及回火，钳工修配，发蓝，调质，型钢号。P98
渗氮，研磨抛光等。
1对型腔表面要求耐磨性好，心17．低合金钢20CrMnTi 制作塑部韧性要好但形状不复杂的塑料料模具的制造工艺路线。P102 注射模，可选低碳结构钢合金结工艺路线：下料——锻造模坯—构钢。这类钢在退火状态下塑性—退火——机械粗加工——冷很好，硬度低，退火后硬度为85挤压成形——再结晶退火——
—135HBS 。其变形力小，可用冷机械半精加工——渗碳——淬压成形，大大减少了切削加工量。火，退火——机械精加工——抛20Cr 和工业纯铁DT1 ，DT2均光——渡Cr ——装配 属于此类钢。对于大，中型且型18．什么是氮碳共渗？有什么主腔较复杂的模具，可选用LJ 钢和要特点？P114—115
12CrNi3A,12CrNi4A 等优质渗定义：氮碳共渗是向钢件表面同碳，淬火，回火处理后，型腔表时渗入氮和碳，并以渗氮为主的面有很好的耐磨性，模体又有较化学热处理工艺。
高的强度和韧性。
特点：1. 处理温度低，时间短，2对聚氯乙烯和氟塑料及阻燃工件变形小。2. 不受钢种限制，的ABS 塑料制品，所用模具钢必
碳钢，低合金钢，工具钢，铸铁须有较好的抗腐蚀性。因为这些及铁基粉末冶金材料等均可进塑料在熔融状态会分解出HCL 行处理。3. 工件经处理后可获得HF 和二氧化硫等气体，对模具较高的表面硬度，疲劳抗力，耐
型腔面有一定的腐蚀性。这类模磨性和耐蚀性。在干摩擦条件具的成形件常耐蚀塑料模具钢，下，还具有抗擦伤和抗咬合等性
例如PCR ，AFC-77，18Ni 及