(答案)模具材料及热处理试题库

第一篇：(答案)模具材料及热处理试题库

模具材料及热处理试题库

一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。

（×）2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。

（√）3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。

（×）

4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×）

5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√）

6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。

（√）

7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。

（×）

8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。

（√）

9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。

（×）

10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×）

11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。

（√）

12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。

（√）

13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。

（×）

14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。

（√）

15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。

（×）

16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。

（√）

17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。

（√）

18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。

（√）

19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。

（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。

（×）

21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。

（√）

22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。

（×）

23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。

（×）

24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。

（√）

25、渗碳淬火后，工件心部硬度与工件材料本身淬透性无关。

（×）

26、经过淬火与时效的铝合金，当迅速加热到200～250℃，并在此温度范围内停留较长的时间时，其力学性能即恢复到重新淬火状态。（×）

27、铸铝合金的淬火+完全人工时效，用来获得最高强度与硬度。

（√）

28、黄铜低温退火目的是消除冷变形加工应力，防止开裂，退火温度通常为260～300℃，保温1～3h，水冷。（×）

29、在铬不锈钢中加入锰和氮可以代替铬，但锰本身并不能防锈，故不能单独使用。

（×）30、马氏体不锈钢退火的目的是为了降低硬度或消除冷作硬化，以便于切削加工与冷变形加工；或者为了消除锻压与焊接后快速冷却产生的应力，防止产生裂纹。

（√）

31、淬火和回火是马氏体型不锈钢的最后热处理，目的在于提高钢的强度、硬度、抗蚀性和抗氧化性。

（√）

32、抗冲击冷作模具钢60Si2Mn在300℃及400℃回火状态下，以亚温淬火（800℃—820℃）对强韧性最有利。（√）

33、对于钢结硬质合金GT35，当要求高耐磨性时，可采用高温回火；当在冲击载荷下工作时，可采用低温回火，以提高其韧性。（×）

34、GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢中加入少量的Nb是为了增加钢的回火抗力及热强性。

（√）

35、在模具钢中加入Mo或W两种合金元素，主要是防止高温回火韧性的产生。

（×）

36、热作模具材料常用高碳合金钢来制作。（×）37、5CrNiMoVSi钢主要添加了一定量的V和Si，从而使高温强度大幅降低，且具有更高的淬透性和热稳定性。（×）

38、对于性能要求高的塑料模具，可采用二次淬火。（×）

39、SM2是一种低Ni马氏体时效硬化性塑料模具钢。（×）40、用于制造塑料模具的锌合金主要为Zn-4Al-3Cu共晶合金。（√）

41、工件表面的硬突出物和外来硬质颗粒在加工时刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象称为黏着磨损。（×）

42、一般说来，材料温度高于等强温度时易产生沿晶断裂。（√）

43、一般说来，材料温度低于等强温度时易产生穿晶断裂。（√）

44、冷冲裁模模具刃口在压力和磨擦作用下，最常见的失效形式是磨损失效。（√）

45、在韧性组织上弥散分布的硬质碳化物颗粒会降低模具的耐磨性。（×）

46、P20是一种典型的预硬型塑料模具钢，其淬透性较高。（√）

47、对冷作模具材料淬透性的要求是淬火后易于获得深厚的硬化层。（√）

二、单选

1、作为普通渗碳零件应选用（A）。

A、20钢

B、40Cr

C、55钢

D、20Cr

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

B、Mo、Ni、Mn C、Cr、W、Si

D、Ti、V、Nb

3、铬钼钢高温强度和组织稳定性好，所以可以制造在（C）温度下长期工作的零件。

A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

4、含铬、镍、钼的合金铸铁，在（B）范围内有回火脆性。A、400～450℃

B、500～550℃ C、600～650℃

D、700～750℃

5、低合金工具钢的淬火温度一般采用（B）。

A、Ac1+（30～50）℃

B、Ac1+（50～100）℃ C、Ac1+（100～150）℃

D、Ac1+（150～200）℃

6、铬锰硅钢的缺点是有回火脆性倾向，脱碳和过热倾向较大，容易出现（C）。A、黑色组织

B、黑带

C、白点

D、黑点

7、高速钢由于钼和钨的加入降低了相变的温度和临界冷却温度，提高了淬透性，可在（A）淬硬。

A、空气中

B、油中

C、水中

D、炉中

8、灰铸铁的热处理特点是：由于灰铸铁（A）高，加热时温度相应提高。A、含硅量

B、含锰量

C、含磷量

D、含硫量

9、淬火钢马氏体分解一直延续到350℃以上，在高合金钢中甚至可延续到（D）。A、300℃

B、400℃

C、500℃

D、600℃

10、在钢中加入质量分数（B）Si可推迟薄片碳化物沿马氏体界面析出，从而使脆性转化温度移向高温区。

A、0.5%～0.9%

B、1%～3%

C、3%～5%

D、5%～7%

11、钢中含有（C）等合金元素时，更容易出现高温回火脆性。

A、硅、钨、铜

B、氮、硼、锑

C、锰、铬、镍

D、铝、锌、铌

12、在加热温度相同时，加热速度越快，奥氏体晶粒（B）。A、越粗大

B、越细小

C、中间值

D、不变化

13、马氏体形态变化在生产上也得到了广泛的应用，利用（A）具有较高的综合力学性能的特点。

A、低碳马氏体

B、中碳马氏体

C、高碳马氏体

D、都不是

14、当工件表面和心部温度变化不同时，造成热胀冷缩不均，便产生内应力。这种由热胀冷缩不一致而产生的应力称为（B）。

A、组织应力

B、热应力

C、载荷应力

D、机械应力

15、当淬火内应力超过钢的（A）时，就造成了工件变形。

A、屈服强度

B、断裂强度

C、疲劳强度

D、抗拉强度

16、碳素钢水冷淬火时，（B）比较突出。

A、组织应力

B、热应力

C、载荷应力

D、机械应力

17、合金钢油冷淬火时，（A）的作用比较突出。

A、组织应力

B、热应力

C、载荷应力

D、机械应力

18、防淬火开裂也可采用不使工件淬透，便停止冷却并立即进行回火的方法，例如冷却到（B）时停止冷却，立即回火。

A、室温

B、60～100℃

C、120～150℃

D、150～200℃

19、对碳素钢与低碳合金退火，保温时间按（B）计算。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、锻件在加热过程的低温阶段，升温速度要控制在（B）。

A、10～30℃/h

B、30～70℃/h

C、70～100℃/h

D、100～150℃/h

21、低碳合金钢锻件退火终冷温度可选择（D）。

A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

22、油冷时大型零件中最大的温差比水冷小一般不超过（D）。

A、300℃

B、300～350℃

C、400～450℃

D、500℃

23、退火时高、中合金模具钢的大型锻件表面终冷的温度不高于（B）。A、150～200℃

B、200～250℃

C、300～350℃

D、400～450℃

24、为防止回火加热时产生热应力与淬火的应力迭加，使零件中缺陷扩大，回火加热速度应比淬火加热速度低一些，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温差可达（C）。

A、200～400℃

B、500～600℃

C、750～800℃

D、850～900℃

26、锻件调质后再不引起回火脆性的温度下在进行补充回火450℃可使残余应力降低（B）左右。

A、30%

B、50%

C、60%

D、70%

27、快速退火的优点是在一定情况下，所获得的强度与塑性能满足（A）加工的要求。

A、冷变形

B、热变性

C、切削加工

D、锻造加工

28、固溶处理是将合金加热至高温单相区（C）保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的工艺。

A、升温

B、降温

C、恒温

D、其它

29、在高于室温的某一温度范围即（A）内发生的时效叫人工时效。

A、100～200℃

B、250～300℃

C、350～400℃

D、450～500℃ 30、加入哪种金属材料能抑制过热敏感性及网状碳化物的析出。（D）

A、Ni B、Mn C、W D、V

31、低耐热高韧性热作模具钢5Cr2NiMoVSi主要添加了一定量的V和Si，从而使高温强度大幅提高，且具有更高的（B）和热稳定性。

A、淬硬性 B、淬透性 C、韧性 D、耐磨性

32、拉伸不锈钢首选的模具材料是（D）。

A、球墨铸铁 B、高镍合金钢 C、锡青铜 D、铝青铜

三、多选

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

B、疲劳磨损

C、粘着磨损 D、气蚀磨损

E、冲蚀磨损

F、腐蚀磨损

2、冷镦模其凸模承受巨大的冲击压力和摩擦力，凹模承受冲胀力和摩擦力，因而最常见的失效形式是（B D）。

A、韧性断裂失效

B、疲劳断裂失效 C、脆性断裂失效 D、磨损失效

E、混晶断裂失效

F、腐蚀失效

3、模具的各项性能要求有时是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性（C）；在同样硬度下，钢材（D）越高，耐磨性就越高。

A、越低

B、适中

C、越高 D、碳含量

E、硅含量

F、硫含量

4、高铬钢一次硬化法淬火，是用较低的温度淬火，对于Cr12MoV钢而言，一般选用（D）淬火，随后进行（F）回火。

A、960～980℃

B、1000～1020℃ C、高温 D、1030～1050℃

E、中温

F、低温

5、低变形冷作模具钢的基本优点是具有较好的（A）和（B），各国通用的代表性钢种有（E）。

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

6、高强度高耐磨冷作模具钢具有（CDEF）的特点。

A、高淬透性 B、高淬硬性 C、高耐磨性 D、高强度 E、高抗压性 F、高热稳定性

7、在冷作模具材料中，以下哪些材料属于高碳高铬模具钢（AE）。

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

8、哪种属于常用的低耐热高韧性热作模具钢。（AE）

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

9、对于要求形状简单、精度要求低、产品批量要求不大的塑料模具，最好选用（A B D）。

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

10、对于要求大型、型腔复杂、产品批量大的塑料模具，可以选用（EF）。

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

11、对于要求耐蚀、精度要求高的塑料模具，可以选用（C D）。

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

12、过共析钢正火，首先加热时必须保证网状碳化物全部溶入（C）中，为了抑制自由碳化物析出，使其获得（F）组织，必须采用较大冷却速度进行冷却。A、马氏体

B、贝氏体

C、奥氏体 D、共析组织

E、共晶组织

F、伪共析组织 13、10，15，20，25等低碳结构钢的（B）性能比较好，但用作成型零部件或导柱、导套时，需要进行（A）处理。

A、渗碳

B、塑性加工

C、调质 D、韧性很好

E、退火

F、低温回火

14、马氏体时效钢的特性是：模腔加工后可用简便的（B）进行硬化；时效处理的尺寸变化极小；材料的气孔缺陷很少；焊接性能优良；强度、（D）。A、淬火处理

B、时效处理

C、调质处理 D、韧性很好

E、退火

F、回火

15、淬硬型钢的（D）不仅与钢材本身的性能有关，还取决于（A）。

A、淬火冷却速度

B、临界冷却速度 C、工件尺寸形状 D、淬透性

E、耐热性

F、工件加工精度

四、填空

1、模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法使其重新服役的现象称为_____________，它既有达到预定寿命的_____________，也有远低于预定寿命的_____________。（模具失效、正常失效、早期失效）

2、模具在正常失效前生产出的合格产品的数目称为_____________，如其在使用过程中经过多次修模，则为_____________与_____________的总和。（模具使用寿命、首次寿命、各次修模寿命）

3、磨损失效是模具失效的一种，它有很多种类型，按磨损机理不同可分为_____________、_____________、_____________和腐蚀磨损等。（磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损）

4、影响模具寿命的主要因素有_____________、_____________、_____________、-_____________和_____________。（模具结构、模具工作条件、模具材料、模具热处理与表面强化处理、模具制造工艺）

5、冷作模具材料应具备一定的_____________、_____________、_____________、疲劳抗力以及抗咬合能力。（断裂抗力、变形抗力、磨损抗力）

6、冷冲裁模最主要的失效形式是_____________。（磨损失效）

7、塑料模具在服役过程中，可产生_____________、_____________、_____________、_____________、疲劳失效及热疲劳失效。（磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效）

8、根据服役条件不同可将模具材料分为_____________、_____________、-_____________和其他模具材料等几大类。（冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料）

9、硬度是模具的主要性能指标，一般热作模具材料的硬度为_____________，冷作模具材料的硬度为_____________。（40～52HRC、60HRC）

10、高耐磨微变形冷作模具钢的共同特点是_____________、_____________、_____________、_____________和高的抗压强度。（高淬透性、微变形、高耐磨性、高热稳定性）11、5CrNiMo是典型的低耐热高韧性热作模具钢，热处理过程中采用等温处理的方法，最终获得_____________+_____________+_____________的组织，模具的寿命会明显提高。（马氏体、下贝氏体、少量残余碳化物）

12、高耐热热作模具钢3Cr2W8V的主加元素刚好是W18Cr4V的一半，因此又称为_____________。（半高速钢）

13、塑料模按成型固化不同分为_____________塑料模和_____________塑料模两类。（热塑性、热固性）

14、深冷处理的目的主要是_____________、_____________以及提高钢的磁性。（提高硬度、稳定尺寸）

15、深冷处理的效果主要有残余的奥氏体几乎可全部转变为_____________，材料组织细化并可析出_____________，耐磨性比普通冷处理的模具可提高1～8倍。（马氏体、微细碳化物）

16、预备热处理的目的是_____________、_____________、消除不良组织和防止白点产生。碳钢和合金元素含量较低的钢，预备热处理采用_____________或_____________；合金元素较多淬透性较好的钢，可采用_____________或_____________。（降低硬度、细化晶粒；正火、退火；正火高温回火、完全退火处理）

17、渗碳的主要目的是提高钢表面含碳量，并通过热处理获得高的表面_____________和_____________，提高钢的抗疲劳性能，而心部仍具有较好的_____________和_____________。（硬度、耐磨性；强度、韧性）

18、钢的淬火变形有两种：一种是尺寸变形，即_____________和_____________，而另一种是形状的变化即_____________和_____________，工件的实际变形是同时兼有这两种变形。（伸长、收缩；弯曲、翘曲）

19、模具零件的预先热处理包括退火、正火、调质处理等几种工艺方法，其最终热处理主要有_____________和_____________工艺。（淬火、回火）

20、模具钢中大量的加入元素Ni，其主要作用是确保模具固溶体淬火后，能获得单一的_____________组织。（马氏体）

21、高温回火是一种消除钢中_____________的方法，并且可消除模具的-_____________，提高韧性，防止开裂。（残余奥氏体、残余应力）

22、塑料模具的磨损方式主要为_____________，其次是粘着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损。（磨粒磨损）

23、为了保证模具的使用性能，渗碳型塑料模具钢的热处理方式为-_____________、_____________和_____________。（渗碳、淬火、低温回火）

24、精冲使用的坯料要求具有良好的_____________，否则坯料使用前需经_____________处理。（塑性、退火）

25、拉伸时在两种性质相近的材料之间易发生_____________。（黏附）

五、简答

1、退火与正火硬度偏高的预防方法有哪些？

答：（1）适宜的冷却速度；

（2）严格工艺规范，防止加热温度过高或过低；

（3）正确选择等温退火时的等温温度，防止温度过低；（4）防止出炉温度过高；

（5）防止装炉量大时保温不足。

2、说明模具材料对模具使用性能和寿命的影响。

答：（1）材料的类别

（2）材料的硬度（3）材料的冶金质量（4）材料的热处理工艺

3、简述塑料模修理过程中，如何正确寻找模具的故障?

答：（1）仔细分析不良塑件样品的缺陷；

（2）打开模具，规范的查找和判断模具的故障；

（3）经全面考虑后选择正确的修理方法。

4、简述模具材料的力学性能要求和工艺性能要求。

答：力学性能要求：

（1）耐磨性

（2）韧性

（3）硬度和热硬性

（4）抗疲劳性能

工艺性能要求：

（1）加工性能

（2）淬透性和淬硬性

（3）氧化、脱碳敏感性

5、简述冷作模具材料中碳素工具钢（T10A、T8A）的应用及特点。

答：这是冲模中应用最广、价格最便宜的材料，适宜形状简单的冲模。

其优点是加工性能好，有一定的硬度。

缺点是淬火变形大，耐磨性较差。

热处理后的硬度为58～62HRC。

6、如何选定冷挤压凸模的淬火温度？

答：（1）如采用高温淬火，在加热时随着淬火温度的升高，合金碳化物不断溶入奥氏体，从而获得含碳和合金元素含量较高的马氏体及大量的残余奥氏体，通过高温回火可获得较高的硬度和抗压强度；

（2）另一方面，随着淬火温度的升高，奥氏体晶粒不断粗化，导致材料性能下降，尤其是韧性，因此淬火加热温度必须很好的选定。

7、简述低耐热热作模具5CrNiMo钢的热处理工艺。

答：（1）退火：等温退火的加热温度为760～780℃，等温温度为680℃；

（2）淬火：经600～650℃预热后加热到830～860℃油淬；

（3）回火：经490～660℃回火。

8、简述中耐热热作模具H11钢的热处理工艺。

答：（1）退火：等温退火的加热温度为880℃，等温温度为750℃；

（2）淬火：不需要预热，直接加热到1000～1020℃油淬或分级淬火；

（3）回火：经540～660℃回火。

9、简述高耐热热作模具3Cr2W8V钢压铸模的热处理工艺。

答：（1）退火：等温退火加热温度为840～880℃，等温温度为720～740℃；

（2）淬火：采用高温淬火，即1140～1150℃淬火；

（3）回火：采用高温回火，即650～680℃回火。

10、简述渗碳型塑料模具钢（10、20、20Cr等）的热处理工艺特点。

答：（1）渗碳

（2）一次淬火，温度为810～850℃

（3）二次淬火，温度为760～830℃

（3）低温回火，温度为200℃左右

11、简述预硬型塑料模具钢（P20、40Cr等）的热处理工艺特点。

答：（1）淬火，温度为830～880℃，油冷

（2）高温回火，温度为450℃左右

12、简述时效硬化型塑料模具钢（25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni、PMS、SM2、PCR 等）的热处理工艺特点。

答：（1）固溶处理：将刚加热至高温，使各种合金元素充分融入奥氏体，然后进行淬火处理获得马氏体组织；

（2）固溶处理加热一般在盐浴炉中进行，而后油冷淬火；

（3）时效处理：是模具达到所需的力学性能。

第二篇：模具热处理

一.技术先进

QPQ盐浴复合处理技术是世界最新金属表面强化技术。该技术通过在金属表面渗入多种合金元素，从而大幅度提高产品的耐磨性能。它被广泛用于汽车、机车、工程机械、纺织机械、轻工机械、仪表、工模具等各种行业。自德国DEGUSSA公司推出QPQ技术后,其用户遍及德、美、英、日等国约800多家.如:美国的通用电器[GE]公司有该工艺不仅成功的取代了镀硬铬工艺,改善了机车柴油机缸套的耐磨、耐蚀性、而且降低了成本,同时消除了六价铬的公害;日本本田公司有数套自动化的QPQ设备分设国内外,有150多种汽车、摩托车零件采用了此技术,年处理量6万吨;丰田和日本公司每月数百吨零件采用此技术处理.国内的杀害大众汽车等众多厂家采用此技术有于大量处理曲轴、模具、工具、汽车、柴油机、摩托车、纺织配件等.二.性能优良

1.比较的表面硬度

产品经QPQ处理2-3小时，总渗层可到达0.4-0.6MM，下面是部分材料

经QPQ处理后的白亮深 度和硬度：

材料 牌号举列 前处理 处理温度 处理时间 表面硬度Hv0.1 白亮层深度

纯 铁 570 2-4小时 500-650 12-25μ

底碳钢 A3，20，20Cr 570 2-4小时 550-770 12-25μ

中碳钢 45，40Cr 570 2-4小时 550-770 12-25μ

高碳钢 T8，T12 570 2-4小时 550-770 2-25μ

氮化钢 38CrMoAL调质 570 2-4小时 950-1050 12-20μ

铸模钢 3Cr2W8V 淬火 570 2-3小时 950-1000 10-17μ

热模钢 5CrMnMo淬火 570 2-3小时 770-900 10-20μ

冷模钢 Cr12MoV高温淬火 520 2-3小时 ＞950 10-20μ

高速钢 W6Mo5Cr4V2[刀具] 淬火 550 4-45分钟 1000-1300

高速钢 W18Cr4V[耐磨件] 淬火 570 2-3小时 1500 10-15μ

不锈钢 1Cr13，4Cr13 570 2-3小时 900-1000 10-15μ 1Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小时 950-1150 10-15U不锈钢 0Cr18Ni12Mo2Ti 570 2-3小时 950-1150 总深度20μ

气门钢 5Cr21Mn9Ni4N固溶 570 2-3小时 950-1150 7μ

灰铸铁 HT20-40 570 2-3小时 500-650 总深＞0.1MM

球墨铸铁 QT60-2 570 2-3小时 500-650 总深度＞0.1MM

-30μ-12μ

2.良好的耐磨性、抗疲劳性

产品经QPQ盐浴复合处理后，耐磨性到达常规淬火及高频淬火的16倍以上，是镀硬铬和离子氧化的2倍多。其疲劳极限提高百分之四十五以上。

材料 处理工艺 疲劳极限Kg/mm2 疲劳极限上升率

10号钢 未处理 24 1.00

QPQ处理 39 1.6

345号钢 未处理 28 1.00

QPQ处理 43 1.5442CrMo 未处理 42 1.00 QPQ处理 62 1.48

38CrMoAl 未处理 38 1.00

QPQ处理 61 1.6

3.极好的抗蚀性

产品经QPQ处理后，具有极刚的抗蚀性，在大气中和盐雾中的抗蚀性比1Cr18Ni9Ti不锈钢高4-5倍，比锌硬铬高16倍以上，比发黑高70倍已上。

4.极小的变形

产品经QPQ盐浴复合处理后，尺寸变化仅5-8μ形状无变化，可以认为是变形最小的硬化方法，可用来解决横多常规热处理无法解决的热处理变形问题。

5可以替代多道工序

该工艺不仅可以取代氧化、高频淬火、渗碳等表面处理工艺，还可以替代淬火--回火--发黑三道工序，或替代渗碳--淬火--回火--镀硬铬四到工序，在提高产品耐磨性和抗蚀的同时，大大降低生产成本。

6.无公害水平高

本公司的盐浴无害，废水、废气等经卫生环保部门测试，远远底于国家排放的标准，并经全国各地用户所在地区环保部门测试复查，证明了该工艺在无害方面的先进水平。

三.应用范围广

1适用材料

适用于各种工具钢、结构钢、不锈钢、纯铁、铸铁及粉冶金件。

2可取代以下工艺

大量取代渗碳淬火、高频淬火、易变形件的淬火、离子氧化、发黑、硫化、锌硬铬、镀装饰铬等。

普通结果钢经QPQ处理，字很多情况下可以代替不锈钢。

3应用的部分产品

模具： 各种冷拉模、热挤模、冲模、压铸模、橡胶模、玻璃模等。

工具： 滚丝轮、搓丝板、钻头、铣刀、绞刀、丝锥、滚刀、插齿刀、拉刀、刀体、刀杆等。

机床件： 摩擦片、导轨、电器铁芯等。

汽车件： 曲轴、凸轮轴、气门、齿轮、活塞环、球头销、差速器支架、气弹簧活塞杆等。

摩托车： 齿轮、连杆链轮、离合器盘、活塞环等。

纺机件：络筒机件、弹力丝机热轨、冷轨、罗拉、钢令圈等。

齿轮： 汽车同步器齿轮、建筑机械齿轮、轧钢机传送带大齿轮等多种大小齿轮及蜗轮蜗杆。

液压件：定字等。

机车： 缸套等零部件。

轴承行业：保持架、紧定套等。

本技术在工程机械、农业机械、轻工机械、仪表、兵工等行业均有广泛用途。

现在很多模具要镀铬的就可以用QPQ来代替。

它最大的优点是：微变形，可以在模具试模合格后再来热处理。

［此帖子已被 林国扬 在 2005-11-16 2:32:43 编辑过］

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3Cr2W8V盐浴处理后，HRC为48左右，经平面磨后，过不了多久，表面就会发黄，咋回事

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模具的加热、保温与冷却

l 概述

模压成型工艺是塑性材料最常见、历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种工艺方法。它具有成型装置简单、设备投资小、模具结构简单等特点，在机械化、自动化生产高度发达的今天，仍是一种最为普及的生产手段之一。然而，进行压缩模塑成型的模具设计能参考的文献除了教科书、几位前辈所著的专著、模具设计图例以外，少有人总结模具设计中的关键技巧。

模具的加热、保温与冷却及装夹结构是复合材料模具设计不可或缺的一部分。结构设计直接影响到产品的外观及内在质量均匀性，同时还影响产品的成型效率。加热、保温与冷却设计

2．1 加热管的设计要求

钢制加热是几乎所有塑料成型模具设计必须采用的加热手段，可设计为单向接线、双向接线等多种形式，材质上可采用有缝管、无缝管、不锈钢管等，特点是热损失小、热效率高、排线简单，可根据需要设

计为220V或380V，接线为式灵活多样。但由于其材料和加工工艺的限制，模具设计中要注意它向身特点。（l）加热管在两端通常有较长的冷端，并不能起到加热的作用。

（2）加热段的功率设计尽量不超过10瓦特／厘米的限制。如30厘米长的加热管，功率尽可能不要

超过300瓦。如果设计功率超过这个限制，加热管表面负荷较高，钢管易氧化腐蚀，造成短路。

（3）对于温度高于250℃的模具设计，采用加热管有一定难度。

我曾经利用加热管升温达到420℃，但是这种成型温度对加热管质量要求较高，需要经常检查电路的通畅与短路与否。因为这种条件下加热管、接线端子、连接用的铜线、钢片等介质非常易于氧化，从而导致断路。因此对电传输介质需要进行特殊处理，尽量避免使传导电线暴露在空气中，延长导线的使用寿命。

烙铁芯通常也被作为模具加热管的一种，特点是单位长度功率高（通常直径10mm，长8cm规格的烙铁芯可以达到150瓦的输出功率），耐用，安全性好，不易形成击穿短路，可以通过钻盲孔来埋设，缺点是难以定制设计，拆换时易碎、断。

电路设计中不可缺少保险、空气开关等保险措施，操作地由要保持干净整洁，绝缘良好，操作中勤于检查电气故障，防止不必要的危险。

2．2 加热管的安装钻孔

从传热角度上理解，加热管的安装要与模具表面尽可能贴合，以利于加热管的热量尽快传递到模具上。而实际上加热管与模具并没有多大接触面积，传热的本质是辐射，传导是次要的。因此大部分用于模具安装的加热管表面都涂有增强红外辐射的涂层，同时也采用限制设计功率（10瓦特／厘米）的办法以增长加热管的使用寿命。

因此在加工加热管孔时，尤其是长加热管孔的加工没必要设计太小的配合间隙，有效的设计方法是在孔的两端尽可能能与加热管严密配合，可以采用填塞、封堵或设计挡片等办法。这种做法可以有效减小加热管的散热面积以及辐射热

量的损失。

2．3 加热管的埋放

埋放的加热管，最好采用与管内介质相同的氧化镁粉进行充填，以降低加热管表面的热负荷，这种方法可以减少管的表面氧化，有效延长管的使用寿命。有条件的话，加热管的安装孔也最好灌入的氧化镁粉。

2．4 模具保温方法

加强模具的保温措施可以减少模具的热损失，可使模具在较短的时间内达到预定的生产温度，减少能源浪费。每个工程技术人员对这个问题都有一套独特的解决办法，我只谈谈我的经验。

2．4．l 加热板的保温措施

加热板保温通常采用石棉板或石棉布保温，但石棉布不易摆放平整，对压板的平行度保证也有定的影响。石棉板的种类很多，最常见的是橡胶石棉板，但这种石棉板却不对以用于密封隔热用的材料，具有一定的可压级胜，同时在高温时会释放出一种十分难闻的气味，影响操作环境及操作人的身体健康。

加热板的保温宜采用石棉纸板，常见的规格是1000x1000，3－5mm厚，板体较为规整，平行度较好，可压缩性比较平均，高温下无异味产生。

2．4．2 模具的保温措施

模具的保温措施很多，可用石棉布或玻璃布包裹氢氧化铝保温棉进行保温。现在市场上还有一种保温涂料是目前用作模具保温的理想材料，它由中长纤维、浆料及一种保温泡沫材料混合而成，粘性适中，易于涂抹。这种材料常用作化工、采暖管道的保温层材料，略含碱性（易腐蚀模具）。经在150℃条件下使用没发现有烧焦、熔化、气味等负面影响。同时材料很轻，可塑性较强，容易形成较为美观的模具表面。

2，5 模具的冷却方法

水冷却是大多数模具采用的冷却方式，但也有其缺点；要求管道密封性要好，上下水管路必须通畅，对水资源的浪费较大。当冷却温度超过100℃时，易产生蒸汽爆炸。优点是热容较大，可实现快速降温。

风冷却是一种比较理想的冷却方法，和水冷正相反，它不需要严密的管道密封，不存在资源浪费，可以冷却温度高于100℃的模具，可以通过气体的流量来确定冷却的速度，并且来源简洁方便，有一定规模的生产车间都能取得比较方便的气源。模具的装夹

模具的装夹结构与模具的加热、保温与冷却系统密切相关，同时为模具的更换、装卸提供一定的方便特性。多数设计者为图方便，只简单地将模具上打几个安装孔用以固定。例是多数的压模都不单独设计加热装置，而是在压机上下压板上安装加热板以简化中小型模具的加工。模具结构中就只剩下构成型腔主体结构的模块。这时模具可以采用注塑模具的固定办法——用压板将模具固定在上下模板上。在加热板模具上设计好固定压板的空间即可。这种设计不仅可以用于移动式压模，也可用于带有简单项出机构的压模。仅需要在加热板的设计中才考虑到顶杆的位置与加热管不相冲突即可。也可以利用一种模具的模架对多个模具进行通用性改造，以简化模具制造成本。

如果供具较高，单纯的加热板加热已经不能满足均匀加热的需要，这时需要在模具上安装辅助加热系统，可以山加热片、加热管及烙铁芯构成。

对于结构简单、尺寸较小的模具，采用加热板加热会造成大过的热量损失，在模具尸设计简单的加热系统就能够满足要求。需要注意的是在模具和压机固定板之间要添加隔热物（通常来采用石棉纸板）来保温，同时需要注意电源线的排布整齐和电偶孔的位置。这种设）；由于热容较小，特别适用于需要反复加热冷却或快速加热冷却的小型模具。

第三篇：模具材料与热处理论文

冲压模具材料的分类及强化处理技术

[摘要] ：随着现代制造技术的不断进步，尤其是汽车、电子、航空工业的快速发展，越来越多的产品要求模具在高温、高速条件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上给模具制造业带来了挑战。文章从常用冲压模具材料的种类、冲压模具材料的合理选择对热处理的影响、冲压模具表面处理技术等方面出发，对常用冲压模具材料的分类及处理技术进行相应分析。

[关键词] ：冲压模具材料 ；热处理 ；表面处理 ；模具材料性能

模具作为工业生产的重要工艺设备，在其实际应用过程中，具有

生产效率高、材料利用率高、制件精度高、复杂程度高等优势，这些是其它加工制造技术无法比拟的。模具生产技术已经广泛应用在汽车、电子、机械、仪表、家电、航空等行业中。在很长一段时间内，模具作为重要工艺设备极大的促进了生产的发展，但是随着模具种类的不断增多，形状越来越复杂，加工工艺越来越困难，再加上热处理技术的限制，模具技术的发展速度逐渐缓慢，并出现各种质量问题。在这种情况下，有必要对模具材料的种类进行分析并选取合适的模具材料以及对应的处理技术，确保模具质量。常见冲压模具材料的种类及性能

1.1 常见冲压模具材料种类

常见冲压模具材料主要包括碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高

铬工具钢、高速钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。其中，碳素工具钢价格便宜、加工性能较好，热处理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸较小、形状简单且承受荷较小的模具零件中使用；低合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入适量的合金元素而形成的。它的优势是能有效的降低淬火冷却速度，将热应力和组织应力降至最低，同时减小淬火变形和降低开裂倾向；高碳高铬工具钢不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性优势，还具有较好的淬透性、淬硬性、高稳定性等优 势，热处理变形很小；高速钢硬度较高，还具有较高的抗压强度和耐磨性，通常采用快速加热和低温淬火工艺，在一定程度上改善了材料的韧性。但是高速钢中的合金元素含量较高、成本高、脆性较大，再加上其工艺性能不佳，不能广泛应用在工业生产中；基体钢是在高速钢的基础上添加少量的其它元素，在具有高速钢好的耐磨性和硬度的前提下，其抗弯强度和韧性均有所提高。一般用于制造冷挤压、冷镦模具；硬质合金一般具有较高的硬度和耐磨性，而钢结硬质合金的性能更佳，它是以铁粉加入少量的合金元素粉末做粘合剂，以碳化钛、碳化钨等材料作为硬质相，用粉末冶金的方法烧结而成，用这种材料制作的模具坚固耐用，适合在大批量生产用模具上应用。

1.2 模具材料性能

在模具材料的选用过程中，必须充分了解材料的使用性能和工艺性能。模具使用性能主要包括强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。强度是材料抵抗变形能力和断裂能力的指标；硬度的高低将直接影响模具的使用寿命，对模具质量有重要影响；韧性反映材料在较强的冲击载荷的作用下，抵抗脆性断裂的能力，也是模具钢尤其是冲压用冷作模具钢的重要性能指标；抗疲劳性是指材料在重复载荷条件下抵抗疲劳破坏的性能指标。工艺性能主要包括锻造性能和热处

理性能等。锻造性能是指材料经受锻压时的工艺性能；热处理工艺对模具质量有很大影响，在实际应用过程中，材料必须有较好的淬硬性和较高的淬透性，以保证模具硬度及耐磨性。冲压模具材料的合理选择对热处理的影响

冲压模具有很多类型，不同的冲压模具对材料性能的要求也不同。因此，在选用模具材料时，应该以模具工作条件和使用寿命为依据对模具材料和热处理工艺进行合理选择，以保证模具质量。某工 厂在选择模具材料过程中，出于经济角度和热处理简便的考虑，最终选择T10A钢，在实际应用过程中，该材料热处理后硬度与要求相符，但热处理后模具产生较大变形，最终导致模具报废；为了保证模具热处理后的性能，热处理前应该对模具材质进行分析。某工厂新进一批结构较为复杂的冲压模具，热处理后，模板上的圆孔变成椭圆形，甚至呈带状或块状分布。出现这种现象的主要原因是模具钢中有不均匀的碳化物存在，因碳化物膨胀系数比钢小，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，最终出现变形。从上述内容可以看 出，冲压模具材料的合理选择对热处理有重要影响。为了保证模具质量和热处理工艺的顺利进行，应该对冲压模具材料进行合理选择。3 冲压模具的表面处理

模具除要求基体金属具有足够高的强度和韧性外，其表面性能对

生产效率和模具寿命也有很大影响，包括耐腐蚀性能、耐磨损性能及疲劳性能等。举例说明，冲压生产高强度板材时，模具表面易产生划伤、棱角磨损等缺陷，需要经常下模修理，严重影响生产效率。该问题可以通过模具表面处理技术来解决。模具的表面处理技术已经非常成熟，主要分为物理表面处理法和化学表面处理法两种。

3.1 化学表面处理

从广义上说，化学表面处理可以分为表面扩散渗入和表面涂覆两大类型。其中，表面扩散渗入的处理方法是将模具放置在具有特定温度和特定活性介质的密闭空间里保温，使特定介质渗入模具表面，改变模具表面的化学成分和组织，从而提高模具材料表面的耐磨性、耐蚀性等，主要包括渗氮、渗碳、碳氮共渗等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一层新材料的技术，以达到提高模具表面性能的效果，其中化学表面涂覆技术主要包括化学镀、离子注入、化学气相沉积等。

3.2 物理表面处理

物理表面处理技术是指用物理的办法对模具材料的表面进行强化处理，使模具表面获得较高的力学性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高频淬火等技术，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲劳性能等。结语

模具凭借其独特优势在工业领域中广泛应用，然而在生产制造过程中，模具容易因材料选择错误或处理技术不合适等出现相应问题，在一定程度上影响模具质量和使用寿命。文中通过对常用冲压模具材

料的种类进行分析，并采取合适的热处理、表面处理技术，使冲压模具的性能得到改良，在生产中更好的发挥其作用。随着经济和科学技术的发展，工业生产对模具的性能和精度要求将会进一步提高。为了更好的满足时代发展需求，我们要不断对冲压模具材料、热处理技术、表面处理技术进行改良。

参考文献

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[3] 刘胜国．我国冲压模具技术的现状与发展 [J]．黄石理工学院学报，2007，1）．

[4] 陈雪菊，张超，陈慧．模具材料及其热处理对冷冲模具寿 命的影响 [J]．科技信息，2010，4）．

[5] 林朝平．改善冲压模具热处理变形与开裂的对策 [J]．热 加工工艺，2007，18）．

第四篇：牛人总结的关于模具热处理的24个问答

牛人总结的关于模具热处理的24个问答

1、H13模具钢如何热处理硬度才能达到HRC58？

进行1050~1100℃加热淬火，油淬，可以达到要求，但一般热作模具是不要求这么高的硬度的，这么高的硬度性能会很差，不好用，一般在HRC46~50性能好、耐用。

2、模具热处理过后表面用什么洗白？

问题补充：我是开模具抛光店的，一般模具都用油石先打过再拿去渗氮，渗氮回来又要用油石把那一层黑的擦白，再抛光很麻烦，不擦白打不出镜面来，材料有H13 的，有进口的好多种，如果有药水能洗白的话，就可以直接抛光了。（1）可以用不锈钢酸洗液，或者盐酸清洗。喷砂处理也可以。磨床磨的话费用高，而且加工量大，有可能使尺寸不达标的。盐酸洗不掉的话，估计您用的是高铬的模具钢？是D2还是 H13？高铬模具钢的氧化层比较难洗掉。用不锈钢酸洗液应该可以，磨具商店或者不锈钢商店都有卖的。

（2）你们没有不锈钢酸洗膏吗？那种可以。H13这类含铬比较高的模具钢，氧化层是难以用盐酸洗掉的。还有一个办法，我自己也在用。你们的模具既然已经油石磨过，表面就是比较光滑的。实际上，可以先只用粗的油石打磨，或者用砂带打磨，之后就去热处理。回来之后再用细油石打磨。而我用的办法是，用纤维轮先打磨，就可以有效的把黑皮去除，再研磨抛光。或者喷砂，用800 目的碳化硼做一遍喷砂试试，应该就能够去除黑皮，还不需要化太多功夫重磨。

3、热处理厂对金属是怎么热处理的？

热处理厂的设备非常多，炉子大概有箱式炉，井式炉，箱式炉用的最多，很多热处理都可以在这里面处理，比如退火，正火和淬火的加热过程，回火这些常见的热处理。

其实就是一个用电加热的炉子，先将炉子升温到预定温度，然后把工件丢进去，等待一段时间到预定温度，然后保温一段时间，然后取出，或者在炉子里一起冷却，井式炉一般是作为渗碳处理设备，是一个埋到地下的炉子，工件放进去之后，密封，然后往炉子里面滴入一些富碳液体，比如煤油或则甲醇，然后在高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。

淬火池是淬火的场所，就是一个池子，里面有水溶液或者是油，就是箱式炉出来的工件淬火的冷却的地方，一般就是直接丢进去，然后等一段时间捞出来。还有其他的一些设备，比如高频机，就是一个可以将 50 赫兹的工频电变成一个200K 赫兹电流的超大功率的设备，比如常见的有 200 千瓦的最大功率，然后用一个内部通冷却水的铜管做的线圈放在工件的外面，一般几十毫米的工件，几秒种到十几秒的时候你就看到工 件表面变红，表面温度到预定值的时候，然后有一个水套升上来喷淬火液到工件 表面，完成淬火过程。常见的就这些了。

4、我们最近的 Cr12 或 Cr12MoV 的材料热处理和裂了几次了，为什么？ 五金模具上的最好将零件尺寸、形状及热处理要求，和你们采取的热处理工艺曲线告之，否则很难讲。这两种钢是一类，属高碳高铬莱氏体钢，本身就有冷裂倾向。热处理工艺也较复杂。下面在没有上述资料的情况下谈些我的经验： 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58.为获得热硬性和高的耐磨性,淬火温度增高至 1115-1130C,油冷。细薄的可空冷,为了减少变形也在 400-450C 盐液冷却。不要在 300-375C 回火,会降低工具的韧性，出现回火脆性，另外淬后立即回火。高于 1100C 淬火的,在520C 回火 2-3 次。请注意过高的淬火温度会有脱碳的倾向，为此可在淬火前进行预先热处理--球化退火。

5、怎样区分热处理件和没有热处理的工件？

问题补充：工人不小心把一个未经热处理的生件和一批调试好的经过热处理的工件混在一起，现在如何把他们区分开来，不要切割工件看金相啊，那样会破坏产品，要急着发货？热处理工艺 30Cr 经正火、再淬火、然后回火，生件是 铸件未经热处理。两者都经过了抛丸处理颜变色分不出来了，还有硬度都是在 35-45 之间了，靠硬度无法区分。

如果也不能通过硬度和热处理氧化色来判别。我建议你通过敲击声音来辨别。铸件和淬火＋回火态工件金相组织不同，内耗有差异，通过轻轻敲击，可能能分辨。

6、热处理中的过烧是什么意思？

超过规定加热温度，致使晶粒长大，各项力学性能变坏如脆性变大，韧性下降，容易变形和开裂等等，控制好加热温度可以避免过烧。指钢在固液相线的温度范围内的某一个温度以上加热时，奥氏体晶界发生了化学 成分变化，局部或整个晶界出现烧熔现象。此时晶界上会富集 S,P等化合物，导致晶界结合力降低，机械性能严重恶化。过烧后钢材不能通过热处理或加工方法补救。

7、模具淬火裂纹产生的原因及预防措施？

产生原因：

1)模具材料存在严重的网状碳化物偏析。2)模具中存在有机械加工或冷塑变形应力。

3)模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。

4)模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等，使热应力和组织应力过大。5)模具淬火加热温度过高产生过热或过烧。6)模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。7)模具返修淬火加热时，未经中间退火而再次加热淬火。

8)模具热处理的，磨削工艺不当。

9)模具热处理后电火花加工时，硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。预防措施：

1)严格控制模具原材料的内在质量

2)改进锻造和球化退火工艺，消除网状、带状、链状碳化物，改善球化组织的均 匀性。3)在机械加工后或冷塑变形后的模具应进行去应力退火(>600℃)后再进行加热 淬火。

4)对形状复杂的模具应采用石棉堵塞螺纹孔，包扎危险截面和薄壁处，并采用分 级淬火或等温淬火。

5)返修或翻新模具时需进行退火或高温回火。

6)模具在淬火加热时应采取预热，冷却时采取预冷措施，并选择合适淬火介质。

7)应严格控制淬火加热温度和时间，防止模具过热和过烧。

8)模具淬火后应及时回火，保温时间要充分，高合金复杂模具应回火 2-3 次。

9)选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10)改进模具电火花加工工艺，并进行去应力回火。

8、怎么进行大型冲压模具的热处理？尤其切边这类模具经常生产有毛刺，不能正常运行的情况。

（1）模具热处理尽量选真空热处理，以获得最小的变形量。

（2）模具可采用拼接结构，分成小块就好热处理了。最好用慢丝割，精度高、光洁度高、变形小。间隙有保证，毛刺会小的。看看你的设备精度是否很差。

（3）切边毛刺大除了上面的几位提到的，我认为凸模单边受力，强度不够可能 性大。是否凸模太单薄？是否设计靠刀？还有板料热处理后有残余应力，线割后会出现变形，可以考虑较大的线割孔预先铣出再热处理，留3~4mm 线割。

9、我用H13钢来做热挤压模具锻造工件是黄铜热处理为45~48°模具直径120mm，高70mm，工作数小时后模具开裂？

（1）锻压温度大概是900~1000℃？是不是温度太高了？ 模具使用前没有经过充分预热也有可能容易开裂。模具设计不合理也有可能容易开裂。将模具的回火温度提高一些，缩小和实际锻压温度的差距，回火实际长一些。

（2）这个要综合考虑的，必要的时候要做下金相，才能基本判断原因的哦。

10、模具表面有软点产生原因及预防？

产生原因：

1)模具在热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2)模具淬火加热后，冷却淬火介质选择不当，淬火介质中杂质过多或老化。预防措施：

1)模具热处理前应去除氧化皮、锈斑，在淬火加热时适当保护模具表面，应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉中加热。

2)模具淬火加热后冷却时，应选择合适的冷却介质，对长期使用的冷却介质要经 常进行过滤，或定期更换。

11、模具热处理前组织不佳？ 产生原因：

1)模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2)锻造工艺不佳，如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等，使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在，使球化退火时难以 消除。

3)球化退火工艺不佳，如退火温度过高或过低，等温退火时间短等，可造成球化退火组织不均或球化不良。

预防措施：

1)一般应根据模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能，尽量选择品质好的模具钢材料。

2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理，来消除原材料中网状和链状碳化物及碳 化物的不均匀性。

3)对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。4)对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范，可采用调质热处理和快速匀细 球化退火工。

5)合理装炉，保证炉内模坯温度的均匀性。

12、模具淬火后组织粗大，使用时将会使模具产生断裂，严重影响模具的使用寿命？

产生的原因：

1)模具钢材混淆，实际钢材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度(如把 GCr15 钢当成3Cr2W8V 钢)。

2)模具钢淬火前未进行正确的球化处理工艺，球化组织不良。3)模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4)模具在炉中放置位置不当，在靠近电极或加热元件区易产生过热。5)对截面变化较大的模具，淬火加热工艺参数选择不当，在薄截面和尖角处产生过热。

预防措施：

1)钢材入库前应严格进行检验，严防钢材混淆乱放。

2)模具淬火前应进行正确的锻造和球化退火，以确保良好的球化组织。3)正确制定模具淬火加热工艺规范，严格控制淬火加热温度和保温时间。4)定期检测和校正测温仪表，保证仪表正常工作。5)模具在炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。

13、用 Cr12MoV 钢制造冷模具应如何进行热处理？

高硬度高耐磨高韧性优化处理：980~1200℃加热淬火，油淬（机油）400 ℃回火一次，240 ℃回火一次，HRC57~61，超耐用不崩刃。

14、H13模具钢热处理后出现裂是什么原因，淬火温度是1100 ℃，放在油中冷却？

可以进行金相分析,看表面是否有材料是否有脱碳现象,开裂的话一般都是脱碳引起,H13 一般都是做挤压模,对材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 炉建议用 1030~1050℃试下.15、模具的导柱导套通常采用什么材料？采用何种热处理，达到怎样的性能要求？

（1）在内地用45#碳素结构钢或碳素工具钢，热处理淬火硬度 HRC45 左右，达不到HRC58~62，就是到了那么高，很易断。

（2）一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等热处理淬火硬度HRC51左右。

16.模具制造中热处理的用途？怎样应用？

问题补充：是不是模板加工好以后进行热处理，主要是哪个环节？ 模具制造中热处理的作用: 提高硬度、耐磨性，从而提高其寿命；强度加强，变形减小，保证模具的精度和精度稳定性。

17、模具的失效原因分析？

失效大部分是由断裂、磨损和变形而引起，其主要原因是热处理不当和模具加工不良。因此，合理选择材料、正确制订热处理工艺，提高热处理质量，对于延长模具使用寿命起着关键作用。模具热处理包括预先热处理和最终热处理，热处理的最终目的是使模具有良好的表面质量和强度、塑性和韧性的合理配合。

18、Cr12mov 模具钢热处理后出现一块一块的掉的原因？

（1）你可能是在淬火时，超过温度太多，过热，造成晶粒粗，脱碳严重，马氏体粗大，断口粗晶，韧性、塑性低。

（2）加热温度过高、保温时间过长，造成材料表面脱碳严重，组织晶粒粗大、结合力差，塑性显著降低。

建议：校对加热设备；调整淬火、回火温度和时间；做试样热处理工艺试验，进行必要性能测试分析。

19、盐浴热处理的优点？

优点：受热均匀变形量小，少无氧化脱碳，加热快，能很快转变工件内部组 织结构，保温性能和加热均匀性能好，可以进行固溶处理加热，适用性广泛，可进行近乎无氧化的出货处理等。

缺点：工作环境恶劣，对工件有一定腐蚀，使用寿命相对较短，工作空间尺寸和 功率来讲，功率较大，尺寸较小。而且废盐对环境有些污染，如果客户有对无氧化有较高要求的话可以考虑，成本一般情况。20、检验热处理效果用什么方法？

简单的检查表面硬度。准确的破检：检查淬硬层深、心部硬度、淬火金相组织等级、调质金相组织等级。淬硬层深临界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。

21、模具材料深冷处理的作用有哪些？ 深冷处理是淬火后工件冷却过程的延续，在模具行业中的应用主要体现在冷作模具钢和高速钢、轴承钢，冷作模具和模具配件都有深冷技术应用的案例。深冷将会改变一些相关机械性能，主要作用如下几点： 提升工件的硬度及强度，保证工件的尺寸精度提高工件的耐磨性，提高工件的冲击韧性，改善工件内应力分布，提高疲劳强度，提高工件的耐腐蚀性能。

22、热处理后线割开裂是模板的问题还是热处理的问题？

（1）我是搞热处理的，我个人认为是热处理的问题。因为没有经过热处理的钢进行线切割是很难开裂的，线切割开裂是因为切割时出现应力集中。因此热处理时不光要达到热处理要求的硬度还必须消除内应力。消除内应力的关键就是回火的温度和回火的时间。若回火温度太底，回火时间再长内应力也无法消除；若回火温度太高，虽然消除了应力，但却不能达到要求；若回火温度合适，但回火时间太短，应力也无法完全消除。因此热处理后线切割开裂的关键是回火温度和回火时间的控制。

（2）热处理后线切割开裂这种情况比较复杂，有模具淬火后回火不充分的可能，也有模具锻造时存在缺陷的可能。如果是一般的碳钢模具，回火不充分是主要原因，需要优先考虑，对高合金模具来说，也有可能材料本身存在缺陷，如杂质、碳化物偏析等情况，这些需要高倍金相检测才能判断。

23、Cr12MoV热处理爆裂原因有哪些？

（1）冷却介质是否冷却过快（不能用盐水，水剂等）（2）淬火前，可能没有退好火，造成内应力过大

（3）材料冶金不好(非金属夹杂物，带状组织，共晶碳化物)（4）淬火时，炉温升的过快（5）没有及时回火

24、什么是非热处理强化？

表面处理：如镀硬铬，增加零件的耐磨性；

喷丸强化：用于承受交变应力下工作的零件，可以大大提高疲劳强度； 滚压：利用滚压工具在常温状态下对零件表面施加压力，使金属表面产生塑性变形，修正金属表面的微观几何形状，提高表面光洁度，提高零件疲劳强度以及耐磨性和硬度。

第五篇：模具材料_考试题答案

模具材料

一、名词解释

1.模具失效 : 是指模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法使其重新服役的现象。2.模具寿命 : 是指模具在正常失效前生产出的合格产品数目。

3.冷作模具 : 是指在常温下对材料进行压力加工或其它加工所使用的模具。4.冷拉深模具 : 是将材进行伸延使之成为一定尺寸，形状产品的模具。5.热作模具 : 是指将金属坯料加热到再结晶温度以上进行压力加工的模具。

６.基体钢 ：是指在高速钢淬火组织基体的化学成分基础上，添加少量的其他元素，适当增减碳元素含量，使钢的成分与高速钢基体成分相同或相近的一类模具钢。7.回火稳定性 ：是指随回火温度的升高，材料的强度和硬度下降的快慢程度。8.热稳定性 ：钢在受热过程中保持组织和性能稳定的能力。

9.激光合金化 ：是利用激光束使合金元素与基体表面金属混合熔化，在很短的时间内形成不同化学成分和结构的高性能表面合金层。10.激光淬火：是指铁基合金在固态下经激光照射，使表层激光照射，使表层被迅速加热至奥氏体化状态，并在激光停止照射后，快速自冷淬火得到马氏体组织的一种工艺方法。

11.激光熔覆 ：是利用激光束在工件表面熔覆一层硬度高，耐磨，耐蚀和抗疲劳性好的材料，以提高工件的表面性能。12.渗碳 : 是把钢件置于含有活性炭的介质中。加热至850℃-950℃，保温一定时间，使碳原子渗入钢件表面的化学热处理工艺。13.渗氮 : 渗氮是把钢件置入含活性氮原子的气氛中，加热到一定温度，保温一定时间，使氮原子渗入钢件表面的热处理工艺。14.电镀 : 是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原沉积在零件表面而形成一定性的金属镀层的过程 15.电刷镀 : 是在可导电工件{或模具}表面需要镀覆的部位快速沉积金属镀层的新技术。

16.气相沉积 : 是将含有形成沉积元素的气相物质输送到工件表面，在工件表面形成沉积层的工艺方法。17.热硬性 : 是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。

18.冷热疲劳 : 是指材料在多少度高温和多少度低温以多大的频率交替的情况下可以保持多长时间的正常使用性能。

三、简述题

*1.简述模具失效分析的方法和步骤

答：1.现场调查与处理 2.模具材料和制造工艺和工作情况调查 3.模具工作条件分析 4.模具失效的综合分析 5.提出防护措施。

2.简述冷作模具的工作条件及性能要求

答：冷作模具在工作中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等机械作用，从而会发生脆断、镦粗、磨损、咬合、啃伤、软化等现象。因此冷作模具材料应具备一定的断裂抗力、变形抗力、磨损抗力、疲劳抗力以及抗咬 合能力。

3.简述热作模具的工作条件及性能要求。答：热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化的情况下工作。要求模具有一定的硬度较高的强度和冲击韧性等。

*4.影响模具寿命的主要因素有那些？

答：1.模具的结构 2.模具的工作条件3.模具材料的使用 4.模具的热处理与表面强化

5.引起模具失效的原因主要有几方面？

答：材料的选择、加工工艺、工作条件、人为操作。6.模具表面硬化和强化的目的和方法是什么？

答：模具表面硬化和强化的目的：提高模具表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，从而大幅度提高模具的使用寿命。方法：化学热处理、涂镀技、术气相沉积技术以及模具表面的其他处理技术。7.Cr12MoV 钢有何特点？

答：强度高、耐磨、易淬透、稳定性高、抗压强度高及微变形。

8.反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些？其主要影响因素是什么？

答：反映冷作模具材料断裂抗力的指标有：硬度、抗压强度、抗拉强度、抗弯强度。主要影响因素是：硬度、抗压强度。

*9.简述模具材料的选用原则。

答：根据模具生产条件和工作条件的需要，结合模具材料的基本性能和相关因素，应该选择合适模具需要，经济合理，技术先进的模具材料。

10.简述冷作模具用钢的使用性能和工艺性能。

答：冷作模具用钢的使用性能：具备一定的断裂抗力、变形抗力、磨损抗力、疲劳抗力以及抗咬和能力。工艺性能：具有良好的锻造工艺、性切削工艺性和热处理工艺性。*11.简述热作模具用钢的使用性能和工艺性能。

答：使用性能：1.硬度要求为40~52HRC 2.较高的强度 3.较高的冲击韧性和断裂韧度 4.好的热稳定性 5.好的回火稳定性 6.搞的热疲劳抗力 7.好的抗热磨损与抗氧化性能。

工艺性能：1.良好的锻造工艺性 2.良好的淬火工艺性 3.良好的切削工艺性 12.分别举例说明冷冲裁模、冷镦模、冷挤压模的选材原则及热处理要点。

答：

1、冷冲裁模；钢板、有色金属板材或其他板材；热处理变形小、不开裂和高硬度。

2、冷镦模；金属棒状坯料，热处理常用喷水淬火法，要充分回火。

3、冷挤压模；如梭子冷挤压凹模使用CrWMn钢制造的，宜采用较低的淬火温度。

13.简述钢结硬质合金的特点。

答：1.工艺性能好 2.良好的物理、力学性能 3较高的强度和较低的密度 4.良好的自润性 5.较低的摩擦系数 6.优良的化学稳定性

15.影响热作模具材料热疲劳性能的因素有哪些? 答：影响热作模具材料热疲劳性能的因素有：模具材料所含的合金元素和其热处理工艺。16．试述5CrMnMo钢热锻模热处理工艺及注意事项，热锻模燕尾可采用哪些方法处理? 答：退火：以每小时升高25℃~30℃／h的速度加热到770℃，然后保温2到4小时后随炉冷却到680℃，再保温4到6小时，随炉冷却至500度，期间冷却速度≤30℃／h，之后空冷至室温。淬火：经600℃~650℃温度预热后加热到830℃~860℃，保温后油淬。淬火时应该注意，钢模块如果出油温度低，容易淬裂，常在200左右出油 *17．影响热作模具寿命的因素有哪些?提高热作模具寿命的措施有哪些? 答：影响热作模具寿命的因素有：1.硬度 2.强度 3.冲击韧性和断裂韧度 4.热稳定性 5.回火稳定性 6.热疲劳抗力 7.抗热磨损与抗氧化性能。提高热作模具寿命的措施：1.合理选材 2.设计合理的模具结构 3.使用正确的加工工艺 4.进行合理的热处理和表面强化.*18．塑料模具对其材料的切削加工性、塑性加工性和热处理工艺性有何要求？

答：1.塑料模具材料应具有好的切削加工性和表面抛光性 2.良好的塑性加工性 3.热处理变形小，脱碳敏感性低，淬火应力和淬火开裂倾向小，淬透性和淬硬性高。19．时效硬化型塑料模具钢适于制作哪类塑料模具，其热处理特点如何？

答：时效硬化型塑料模具钢适于制作一般精密塑料模具、高精密塑料模具、对冲击韧度要求不高地塑料模具和采用冷挤压的工艺方法加工型腔的塑料模具。热处理特点：首先进行固溶处理，即把钢加热到高温，使各种合金元素溶入奥氏体中，完成奥氏体后淬火获得马氏体组织。第二步进行时效处理，利用时效强化达到最后要求的力学性能。

*20．电刷镀工艺有何特点？答：1.不受镀件限制 2.镀层质量高 3.沉淀速度快 21．简述化学镀与电镀的工艺特点，并比较两者的优缺点。

答：化学镀可获得单一金属镀层、合金镀层、复合镀层和非晶态镀层。化学镀的均镀能力好，仿形性好，镀层致密设备比较简单操作方便，复杂的模具进行化学镀还可以避免热处理引起的变形。*22．激光表面处理技术主要有哪些主要类型和方法？ 答：类型：激光表面热处理，激光表面改性技术 方法：激光淬火 激光非晶化 激光冲击硬化 激光表面合金化 激光熔覆

三、塑料模具的表面处理

为了提高塑料模表面耐磨性和耐蚀性等，常对其进行适当的表面处理。

塑料模镀铬是一种应用最多的表面处理方法。镀铬层在大气中具有强烈的钝化能力，能长久保持金属光泽，在多种酸性介质中均不发生化学反应。镀层硬度达 1000HV，因而具有优良的耐磨性；镀层还具有较高的耐热性，在空气中加热到500℃时其外观和硬度仍无明显变化。

渗氮具有处理温度低、模具变形甚微和渗层硬度高等优点，因而非常适合塑料模的表面处理。已含有铬、铝、钒等合金元素的钢比碳钢有更好的渗氮住能，用作塑料模时可大大捏高耐磨性。

适于塑料模的表面处理方法还有氮碳共渗、化学镀镍、离子镀氮化钛、碳化钛或碳氮化钛，等离子化学气相沉积（PCVD）法沉积埂质膜或超硬膜等。我们简单介绍镀铬和渗氮这两种表面处理的方法。

．热固性塑料模具

热固性塑料成型通常采用压缩压注模具

工作条件：工作温度一般为160~250℃，模腔工作压力为160~200MPa，型腔面易磨损、易腐蚀，脱模、合模受到较大的冲击。

工作特点：压制各种胶木制件，在热压状态下成形，热负荷和机械负荷都较大，加入的填充剂使模腔磨损严重。热塑性塑料模具

热塑性塑料成型通常采用注射模具、挤出模具、气压模具等

工作条件：工作温度小于150℃，工作压力较压缩模轻；有部分塑料在熔融状态下分解出氯化

氢或氟化氢气体，对模具型腔有较大的腐蚀性。

工作特点：这类塑料在加热成形时一般不含固体填料，所以对模腔磨损小。如果含有玻璃纤维填料，则大大加剧对流道和型腔面的磨损。预硬钢塑料模的热处理 分两种情况

以预硬态供货的不需热处理，直接加工使用。对供材进行改锻的，需进行预先热处理和预硬化处理。预先热处理采用球化退火，预硬化处理多数采用调质处理。

时效硬化钢塑料模的热处理

第一步：进行固溶处理，完成奥氏体化后淬火获得单一马氏体组织。

第二步：进行时效处理，将获得的单一马氏体组织重新加热到一定的温度进行较长时间的保温，以产生时效强化，获得所需的力学性能。

固溶处理加热一般在盐浴炉或箱式炉中进行，淬火多采用油冷。时效处理多在真空炉中进行，若在箱式炉中进行必须采 防氧化措施。