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自考本科模具工程材料复习重点

发布时间:03-13 11:12 分类:湖南农业大学考试资料 点击次数:18

        自考本科模具工程材料复习重点,由湖南农业大学自考网带考生提供,考生可以详细了解,认真学习其中的复习重点,尽早获得自考本科文凭。


  一、认知性的知识点


       1、拉深模常见的正常失效形式是 粘附 。


  2.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。


  3.钢的基体组织中, 铁素体 耐磨性最差,马氏体耐磨性较好, 下贝氏体 耐磨性最好。


  4.模具的主要失效形式是断裂、 过度变形 、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 磨料磨损 、粘着磨损、氧化磨损和 疲劳磨损 。


  8.拉丝模的失效形式主要是 磨损 和 崩刀 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 压铸金属的种类 及其压铸温度的高低来决定;其次还要考虑 生产批量的大小 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 两均匀 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、热冲裁模等。


  13.3Cr2Mo(P20)钢生产中多采用电炉熔炼、 真空除气 、 特殊除氧处理 ,因此,钢材具有高的纯净度。


  14.冷作模具钢的强韧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。


  15.塑料模常见的失效形式有磨损及腐蚀、 塑性变形 和断裂。


  16.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 、硬度和冶金质量等因素的综合反映。


  17.钢的基体组织中,铁素体耐磨性最差,马氏体耐磨性较好,下贝氏体 耐磨性最好。对于淬火回火钢,一般认为,在含有少量残余奥氏体的回火钢马氏体的基体上均匀分布细小碳化物的组织,其 耐磨性 为最好。本文来源:考试大网


  18.18Ni类低碳马氏体时效钢主要制造高精度、超镜面、 型腔复杂 、 大截面 、大批量生产的塑料模具。


  19.对于锻后出现明显沿晶链状碳化物的模坯,须 正火 予以消除后然后再进行球化退火。


  20.时效硬化型塑料模具用钢可在 固溶处理 后进行模具的机械成形加工,然后通过时效处理,使模具获得使用状态的 强度 和硬度,这就有效地保证了模具最终 尺寸 和形状的精度。


  21. 热疲劳开裂 、 热磨损 和热熔蚀是压铸模常见的失效形式。


  22.DT合金和 普通硬质合金 一样可以进行电加工,如电火花加工和线切割加工等。


  23.为了提高塑料模表面耐磨性和 耐腐蚀性 等,常对其适当的表面处理。


  24.65Nb钢适于制作形状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用 秋化退火 。


  26.CrWMn钢锻后均需进行等温球化退火,如果锻造质量不高,出现严重网状碳化物或粗大晶粒,必须在球化退火前进行一次 正火 。


  27.高温合金的种类很多,有 铁基 、 镍基 、钴基合金等。


  28.在磨料磨损的条件下,影响耐磨性的主要因素有硬度和 组织 。


  29.碳氮共渗是向工件表层同时渗入碳和氮,并以 碳为主 的化学热处理工艺。


  30.钢制模具工作表面的电火花强化,通常采用 硬质合金 电极。


  31.在模具上应用较多的是镀金属 鉻 ,可有效提高耐磨性。


  32.回火稳定性反应了冷作模具 受热软化 的抗力。


  33.从合金化和性能特点看,GD钢属于 高强韧性 低合金冷作模具钢。


  34.时效硬化钢的热处理工艺为先进行固溶处理,第二步进行 时效处理 。


  35.物理气相沉积可分为 真空蒸镀 、阴极溅射和离子镀三类。


  36.渗碳型塑料模具用钢主要用于 冷挤压成形 的塑料模。


  37.为了使塑料模成形件或其它摩擦件有高硬度、高耐磨性和高韧性,在工作中不致于脆断,所以要选用渗碳钢制造,并进行 渗碳 、淬火和低温回火作为最终热处理。



  38.在模具材料选定之后,模具钢的 组织结构 和热处理对模具的使用性能影响很大。


  39.在反复热应力作用下,热作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 窄 ,易于过热、过烧和锻裂,必须严格控制锻造工艺。


  41.当在塑料中加入玻璃纤维时,模具型腔首先要考虑有可能会造成 磨损 问题。


  42.电火花表面强化在模具上的应用效果显著,强化层的性能决定于 基体 和电极材料。


  43.Cr12型钢的Cr的质量分数高达 百分之一十二 , 所以具有高淬透性。


  44.高合金冷作模具钢因淬透性好,可用较缓的冷却介质淬火,如气冷、 油冷 、盐浴分级淬火等。


  45.在模具中常遇到的磨损形式有 磨料磨损 、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损。


  46.5CrMnMo钢适于制造受力较轻的 中小型锤锻模 。


  47.在模具材料选定之后,模具钢的 组织结构 和 热处理 就是影响模具使用性能的主要因素。



  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。


  主要失效形式是磨损,脆断,变形,咬合;使用性能的基本要求:良好的耐磨性,高强度,足够的韧性,良好的抗疲劳性,良好的抗咬合性。


  2.选择冷作模具材料时应遵循的基本原则上是什么?


  首先要满足模具的使用性能要求,同时兼顾材料的工艺性和经济性。


  3.简述铬系热作模具钢的共同特点。


  具有较高的粹透性;耐热疲劳抗力较好;回火稳定性较高;与钨系热作模具钢相比,有较高的韧性,但高温强度不足,耐热性稍差,工作温度一般不超过650度;这类钢所含碳化物种类及数量大致相同,因而过热敏感性也大致相同;


  鉻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,但锻造温度狭窄,必须严格控制锻打温度。


  4.热作模具材料应具备哪些基本特性?


  较高的高温强度和良好的韧性,良好的耐磨性,高的热稳定性,优良的耐热疲劳性,高淬透性,良好的导热性,良好的成形加工工艺性能。


  5.试比较5CrNiMo与45Cr2NiMoVSi钢的性能特点、应用范围有什么区别?


  1)5CrNiMo钢以良好的综合力学性能和良好的淬透性而著称,5CrNiMo钢适合于制造受力较轻的中小型锤锻模。


  2)45Cr2NiMoVS是新型的热作模具钢,成分与5CrNiMo相比,碳量稍低,提高了Cr和Mo的含量,并加入了适量的V和Si,回火时析出M2C,MC型碳化物,使钢具有二次硬化效应。与5CrNiMo相比有如下优点:淬透性明显提高,热稳定性比5CrNiMo高15摄氏度,具有高的强韧性,抗热疲劳和热磨损性能高,具有优良的使用性能,其使用寿命较目前应用的国内外锤锻模钢种均有明显的提高。


  6.塑料模具用钢按钢材特性和使用时的热处理状态可以分为哪几类?


  渗碳型,调质型,淬硬型,预硬型,耐蚀型,时效硬化型。


  7.简述模具钢的渗硼层是怎样组成的?说明其有何优异特性?


  渗硼层一般由硼化物层和扩散层组成;其优异性为:硬度高,耐磨性高,耐热性高,红热性高,耐蚀性高。


  8.塑料钢热处理的基本要求是什么?时效硬化型钢塑料模的热处理工艺的基本工序是什么?


  适合的工作硬度和足够的韧性;确保淬火微小变形;表面无缺陷易于抛光;有足够的变形抗力。时效硬化型钢塑料模的热处理工艺分两步基本工序。首先进行固溶处理,第二步进行时效处理。


  9.简述冷镦模的主要失效形式。


  主要失效形式是擦伤,崩落,脆性开裂,冷镦模常因硬度不足或硬化层过浅而凹陷,或因尺寸超差而过早报废。


  10.压铸模常见的失效形式以及性能要求是什么。


  热疲劳开裂,热磨损和热熔洗是压铸模的主要失效形式;其性能要求是:较高的耐磨性和良好的高温力学性能,优良的耐热疲劳性,高的导热性,良好的抗氧化性和腐蚀性,高的淬透性等。


  11.选择压铸模材料的主要依据有那些?试按压铸温度由低到高排列铝或镁合金、锌合金、钢铁和压铸铜合金的顺序。


  主要依据是首先根据压铸金属的种类及其压铸温度的高低,其次还要考虑生产批量大小和压铸件的形状重量及精度要求等。压铸温度由高到低排列为锌合金,铝或镁合金,压铸铜合金,钢铁。


  12.简述Cr12MoV钢采用不同的淬火温度和回火温度后的力学性能的变化。 Cr12MoV采用低温淬火和低温回火时,可获得高的硬度强度和断裂韧度,若采用高温淬火和高温回火,可获得良好的热硬性,其耐磨性,硬度也较高,但抗压强度和断裂韧度较低,采用中温淬火和中温回火,可获得最好的强韧配合。


  13.塑料模具材料的工艺性能要求有哪些?


  锻造性能:材料的导热性好,在加热过程中容易内外热透。材料塑性好,变形抗力小,锻打是不易开裂,可锻性好。


  机械加工性能:模具材料应具有优良的切削加工性和磨削加工性能。


  焊接性能:塑料模具的型腔在加工受到损伤时,或在使用中被磨损需要修复时,常采用焊补的方法,因此模具材料要具有较好的焊接性能。


  热处理工艺性能:热处理工艺简单,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。


  电加工性能:模具材料在电加工过程中有时会出现一些一般机械加工不会出现的问题,有时材料线切割是会出现炸裂,产生极深的硬化层,增加抛光难度。


  所以,模具材料必须要有良好的电加工性能。除此之外模具材料还需有良好的文饰加工性能,以满足塑料制品设置各种花纹和图案要求。


  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.简述蚀锤锻模的工作条件及性能要求。


  锤锻模工作中受到高温,高压,高冲击负荷的作用。应具有较高的高温强度和韧性,良好的耐磨耐热性和耐疲劳性,由于锤锻模的尺寸比较大,还要求它具有较高的淬透性。


  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处理的方法。 为了防止熔融金属粘模,侵蚀,提高压铸模成形部分的抗蚀性和耐磨性,压铸模常采用表面强化处理。常用的表面强化处理方法有氮化,碳氮共渗,渗鉻,渗铝,渗硼。


  17.简述低合金钢20CrMnTi制作塑料模具的制造工艺路线。


  下料——锻造毛胚——退火——机械粗加工——冷挤压成形——再结晶退火——机械半精加——渗碳——淬火回火——机械精加工——抛光——镀鉻——装配。


  18.什么是氮碳共渗?有什么主要特点?


  碳氮共渗是向钢件表面同时渗入碳和氮,并以碳为主的化学热处理工艺。其主要特点为:共渗层兼顾了渗碳层和渗氮层的优点;由于氮的渗入提高了渗透层的淬透性,不仅共渗后可以用冷却速度较缓慢的介质进行淬火而减少变形外,也可以用较便宜的碳钢代替低合金钢制造某些模具;由于共渗温度比单一渗碳低,故奥氏体晶粒比渗碳细,从而保证了工件心部的强韧性,并减少工件的淬火变形;气体碳氮共渗的速度显著大与单独渗碳或渗氮的速度,而且可以身缩短生产周期。


  19.试叙述热挤压模具的制造工艺路线及各热加工工序的作用。


  工艺路线为:下料——锻造——预先热处理——机械加工——淬回火——精加工。锻造工艺:热挤压模具用钢多为高合金钢,所以模胚需经良好的锻造,尤其是含钼的热模具钢,要注意锻造加热温度和保温时间的控制,以避免严重脱碳导致模具早期失效。

  预先热处理:退火;高温调质,使碳化物均匀分布,且形状圆均细小,不仅改善了钢的性能,而且还缩短了预处理周期;锻后正火,对于锻后出现明显沿晶链状碳化物的模胚需正火予以消除然后再进行球化退火。淬火回火,选择适当的保温时间,以保证获得高的回火抗力及热硬性,为避免残余应力的产生,在回火加热时和冷却时都应缓慢进行。


  20.试叙述如何根据塑料制品种类和质量要求选用塑料模具钢?每类塑料模具钢至少写出两种典型钢号。


  1)对于型腔表面要求耐磨性好,心部要求韧性好但形状并不复杂的塑料注塑模,可选用低碳结构钢和低碳合金钢。如20Cr,12CrNi3A,12Cr4A。


  2)对聚乙烯或氟塑料及阻燃的ABS塑料制品,所有模具用钢必具有较好的抗腐蚀性。如PCR,AFC—77,18Ni。


  3)对于生产以玻璃纤维作添加剂的热塑性塑料制品的注射模或热固性塑料制品的压铸模,要求模具有高硬度,高耐磨性,高抗压强度和高韧性,以防止塑料把型腔过早的磨毛。如T8A,T10A,Cr6WV,Cr12等。


  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,所以要采用时效硬化型钢制造。如18Ni类,PMS,PCR等。也可以用预硬型钢,如P20系列及8CrMn,5NiSCa等。




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