粗大的现象称为( )。C(P110 )
A.热处理裂纹 B.氧化 C. 过热 D.过烧 19.拉伸试验可以测定的材料性能指标是( )。D
A. 疲劳强度σ?1 B.延伸率δ C. 硬度HRC D. 冲击韧击αk 20.模具服役一段时间后,暂时性地失去功能或为了维护所用的时间称为( )。B
A.模具安装、调试时间 B. 模具修复及维护时间C.模具设计时间 D.模具加工时间
二、填空题:
1.冷变形模具加工坯料时,变形温度在( 再结晶温度以下进行 )。 2.衡量材料抵抗弹性变形能力的性能指标是( 弹性极限σe )。 3.模具未达到一定的工业技术水平公认的使用寿命就不能服役时,称为模具的( 早期失效 ) 4.固体渗碳的渗碳剂是(木炭和碳酸钡)的混合物。 5.模具在渗氮前一般要进行( 调质 )处理。
6.模具钢的激光淬火是使工件表面得到(马氏体)组织的一种工艺方法。 7.CH钢是专用( 火焰淬火 )模具钢。 8.热作模具同时受( 热 )载荷和机械载荷。
9.根据研究模具失效的目的不同,模具失效常采用按( 经济法观点 )和按失效形式及失效机理两种分类方法。
10.按断裂前的( 塑性变形 )的大小,将断裂分类为韧性断裂和脆性断裂。 11.采用组合式模具可以避免( 应力集中 )和裂纹的产生。
12.模具疲劳磨损裂纹一般产生在模具金属材料的( 表面和亚表面 )内。
13.应力状态的软性系数a=τmax/ σmax值越大,材料发生韧性断裂的倾向( 越大 )。 14.材料抵抗裂纹失稳扩展的抗力指标是( 断裂韧度 )。 15.压缩试验主要用于( 脆性 )材料。
16.在高温下进行加工的模具称为( 热作模具 )。
17.失效总是从模具对服役条件( 最不适应 )的环节开始。
18.模具因为磨损或其它形式失效,终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数,称 为( 模具寿命 )。
19.模具渗硼后,渗区中主要由两种不同的棚化物(FeB和Fe2B)组成,通常希望渗硼区中(FeB)的量少些。
20.氮碳共渗是以渗( 氮 )为主的表面化学热处理工艺。
21.当试样破坏前承受的冲击次数少于( 500~1000 )次,试样断裂的规律与一次冲击相同。
22.粘着磨损最突出的特征是,相对运动的两接触表面的金相组织和化学成分( 均有明显变化 )。
23.粘结硬质合金的主要成分由( 碳化物 )为硬质相,以钴为粘结相构成。 24.金属材料中非金属夹杂物往往使模具的断裂韧度( 降低 ) 25.一般中、低碳钢在韧、脆转变温度以上发生( 韧性 )断裂。 26.按经济法观点,模具缺陷失效属于( 模具质量 ) 问题。 27.撕脱是属于( 粘着 )磨损的一种损伤类型。
28.齐平的韧性断口总是与( 切应力τmax )作用的方向平行。
29.当载荷增大,使得σmax > Sk,而自始至终τmax <τs时,材料发生( 正断 )性断裂。 30.模具热处理产生的热应力引起变形的结果是使模具轴杆形零件的直径变( 粗 ) 三、名词解释:
1. 模具寿命:模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。 2.疲劳磨损: 两接触表面相互运动时,在循环应力的作用下,使表层金属疲劳脱落的现象。 3.热稳定性:在高温下,材料保持其组织、性能稳定的能力称为热稳定性。
4.金属陶瓷:金属陶瓷是指以Ni为粘结相的碳化钛(TiC)或碳氮化钛[Ti(C,N)]基合金,为替代Co结硬质合金而研制的。
5.激光表面合金化:激光表面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。
6.沿晶断裂:当晶界上存在着脆性相、热裂纹、蠕变断裂、应力腐蚀等引起的断裂为沿晶断裂。
7.应力状态软性系数a:τmax和σmax的相对大小可以判断出材料发生韧性断裂还是脆性断裂的倾向性。设a =τmax/σmax, 式中a称为应力状态的软性系数。
8.耐热疲劳性:热疲劳性能是指模具钢在热应力和机械应力循环作用下,阻止表面产生裂纹的一种抗力。
9.模具:模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备,是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段。
10.粉末高速钢:粉末高速钢是用粉末冶金的方法生产的高速钢,以雾化高速钢为原料,通过冷等静压,最终施以热等静压的高温高压烧结而成。 四、简答题:
1.简述磨粒磨损及其特征。
答:工件表面的硬突出物或外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间,刮擦模具表面,引起模具表面材料脱落的现象称为磨粒磨损或磨料磨损。磨粒磨损的主要特征:摩擦表面上有擦伤、划痕或形成犁皱的沟痕。
2 .影响模具寿命的模具工作条件主要包括哪几项? 答:影响模具寿命的模具工作条件主要包括被加工坯料的状况,锻压设备的特性及工作条件,模具工作中的润滑、冷却及使用维护状况等。 3.简述冷冲裁模模具刃口的损伤过程。
答:模具在服役中的磨损过程分为初期磨损、稳定磨损和急剧磨损三个阶段 4.简述化学镀的优点。
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。与电镀相比,化学镀的均镀能力好,仿形性良好,镀层致密,设备简单,操作方便。复杂模具进行化学镀,还可以避免热处理引起的变形。 5.简述模块锻造的目的。 答:模块采用锻造工艺的目的主要是为了改善材料内部缺陷,获得模块所需要的内部组织和使用性能,并使模块获得一定的形状和尺寸。 6.简述高速钢基体钢的组织、性能特点。 答:65Nb钢的成分:碳含量在0.65%左右,4%Cr、3%W、2%Mo、1%V和0.2%~0.35%Nb。65Nb钢属于高合金钢,锻造性能良好;变形抗力较低,高温韧性要好。抗氧化性良好,导热性较差,有良好的冷成型性、切削加工和磨加工性能。其切削抗力比Crl2MoV低。 7.什么是粘着磨损?
答:工件与模具表面相对运动时,由于表面凹凸不平,某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合,粘合的结点发生剪切断裂而拽开,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。
8.简述影响模具材料疲劳强度的主要因素。
答:影响模具材料疲劳强度的主要因素: 1.应力集中的影响 2.表面状态的影响3.尺寸因素的影响 4.材料本身的影响
9.简述粉末烧结模具材料的性能特点和用途。
答:粉末烧结模具材料是应用粉末冶金的方法制得的。具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等特点。主要应用于拉丝、冷镦、冷冲、冷挤压等模具,可适应高强度、高压力负荷、高摩擦、有腐蚀介质及高温工作条件。
10 .简述影响模具寿命的因素。
答:影响模具寿命的因素很多,可概括为内在因素和外在因素两个方面:①内在因素 主要指模具的结构、模具的材料和模具的加工工艺。 ②外在因素 包括模具的工作条件和使用维护、制品的材质和形状大小等。 11 .简述电刷镀在模具上的应用。
答:电刷镀在模具制造中有较高的实用价值,可用于模具工作表面的修复、强化和改性。 12 .简述模具疲劳断裂的特点简述模具疲劳断裂的特点简述模具疲劳断裂的特点。 答:1.失效抗力低;2.脆性断裂;3.对材料表面及内部的缺陷高度敏感;4.塑性变形的高度局部性和不均匀性;5.试验数据分散;6.疲劳断口有明显特征。 五、论述题:
1.模具的主要失效形式包括哪几种?模具失效分析的意义是什么?
答:模具的主要失效形式包括断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳。失效分析的意义在于其结果能帮助:①正确选择模具材料;②合理制定模具制造工艺;③优化模具结构设计;④为模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据;⑤可预测模具在特定使用条件下的寿命。
2.影响模具寿命的主要因素有哪些?
答:①模具结构设计;②模具制造质量;③模具材料;④模具的热处理质量与表面强化;⑤模具的使用。
3.简述冷冲模材料选用的一般原则。
答:①模具承受冲击负荷大时,应以韧性为主。②模具迫使金属沿型腔塑性流动的作用力大(即坯料变形抗力大)时,应以硬度和耐磨性为主;作用力小时,应以强度为主,并适当考虑韧性和耐磨性。③模具型腔复杂时,应以韧性和尺寸精度为主。④模具尺寸大时,应以整体强度、刚度和尺寸精度为主。⑤模具加工批量大时,应以硬度和耐磨性为主。 4.塑料模具材料的工艺性能要求有哪些?
答:①锻造性能;②机械加工性能;③焊接性能;④热处理工艺性能;⑤镜面抛光性能;⑥电加工性能;⑦饰纹加工性能。 5.Cr12MoV 钢有何特点钢?
答:Cr12M o V 钢有高淬透性,截面为 300 ~ 40 0㎜以下者可以完全淬透,在 300 ~ 40 0℃时仍可保持良好硬度和耐磨性,韧性较Cr12 钢高,淬火时体积变化最小。可用来制造断面较大、形状复杂、经受较大冲击负荷的各种模具和工具。例如,形状复杂的冲孔凹模、复杂模具上的镶块、钢板深拉深模、拉丝模、螺纹挫丝板、冷挤压模、冷切剪刀、圆锯、标准刀具、量具等。
6.冷挤压模具工作零件对材料有何特殊要求?
答:在冷挤压过程中,需要承受外套的预压应力和挤压过程中的拉应力,凸模则承受巨大的压应力。工件在变形过程中所产生的热量也部分地被模具吸收,所以模具材料还需要具有一定地高温硬度和热稳定性。另外,模具表面往往回产生磨损和挤伤,从而造成模具零件尺寸和形状的变化,并且使模具零件表面粗糙度增大,使模具失效? 7.冲裁模工作零件材料选择的原则是什么?
答:冲裁模一般根据被加工工件的材料种类、厚度、生产批量和模具的尺寸精度、形状的复杂程度等因素选择工作零件的材料。
8.热作模具钢的强韧化处理方法有哪些?并分析其原理。
答:高温淬火:获得板条状马氏体为主的淬火组织,并提高钢的淬透性,使模具具有高的强度、塑性和断裂韧性。复合强韧化处理(双重淬火法):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,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,经此处理后钢中碳化物细小而均匀,基本上消除了常规工艺难以消除的带状碳化物。复合等温处理:处理后模具的表层组织为马氏体与下贝氏体,心部组织为下贝氏体。 9.论模具失效分析的主要任务。
答:模具失效分析的主要任务就是判断模具失效的性质,分析模具失效的原因,并提出防止或延迟模具失效的具体措施。要正确判断模具失效的性质,主要依据模具失效的形貌特征、失效件的应力状态、失效材料的实际性能指标值和工作环境因素等。因此模具失效分析应当从以下几个方面考虑。 1.合理选择模具材料;2.合理设计模具结构;3.保证加工和装配质量;4. 严格控制模具材料的质量 5.采用表面强化工艺;6.合理使用、维护和保养模具
10.试述新型冷作模具钢的种类及用途。
答: 新型冷作模具钢的种类按钢中合金化元素含量及具有的基本性能将其划分为高碳低合金钢、高速钢基体钢、高碳中铬耐磨钢以及改良型高速钢等不同特性的四类。
高碳低合金钢有高强韧低合金冷作模具钢GD、火焰淬火钢CH和易切翻精密模其钢8Cr2S等三个钢号。常用于工作刃口温度不高、要求强韧性好的冷挤、冷镦和冲裁模具。 高速钢基体钢有65Nb、LMl、LM2、CG2和012A1等。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。
高碳中铬耐磨钢有120、301、LD、GM和ER5钢。主要用于代替Crl2、Crl2MoV及高速钢模具的应用领域,有较好的技术经济效益。 改良型高速钢有6W6、W9、M2Al和V3N钢。用作生产批量大的高精度冲裁模和冷挤模具。 11.试述多种失效形式的交互作用。
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,塑性变形后,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。
12.模具断裂失效的分析过程主要包括哪几步骤? 答:模具断裂失效的分析过程主要包括以下几个步骤: 1.现场调查、断裂件的收集和处理;2.模具材料、制造工艺和工作情况调查 ;3.模具的工作条件和断裂状况分析;4.断口分析;5.断裂原因综合分析和判定;6.提出防护措施。