模具失效分析复习题文档_模具失效与防护复习题

模具失效分析复习题文档由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“模具失效与防护复习题”。

1.模具的分类：

（一）按模具所加工材料的再结晶温度分：冷变形模具，热变形模具，温变形模具；

（二）按模具加工坯料的工作温度分：冷作模具，热作模具，温作模具；

（三）按模具成形的材料分：金属成形用模具，非金属成形用模具。

（四）按模具用途分：冲压模具，锻造模具，挤压模具，压铸模具，拉拔模具，塑料模具，陶瓷模具，橡胶模具，玻璃模具等。2.模具服役：模具安装调试好后，正常生产合格产品的过程。模具损伤：模具在使用过程中，出现尺寸变化或微裂纹，但没有立即丧失服役能力的状态。模具失效：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役。模具的失效分为非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能服役。早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役。

3.磨损分类：根据模具的成形坯料、使用状况，其磨损机理可以分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。磨粒磨损: 在工件和模具接触表面之间存在外来硬质颗粒或者工件表面的硬突出物，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象叫磨粒磨损。主要特征是模具表面有明显的划痕或犁沟，磨损物为条状或切屑状。

粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面的材料转移到工件上或脱落的现象。粘着磨损的分类：根据磨损程度，分为：轻微粘着磨损（氧化磨损）和严重粘着磨损（涂抹、擦伤、胶合）。轻微粘着磨损（氧化磨损）：粘结点强度低于模具和工件的强度时发生。接点的剪切损坏基本上发生在粘着面上，表面材料的转移十分轻微。

4.磨粒磨损的机理：磨料磨损时，作用在质点上的力分为垂直分力和水平分力。垂直分力使硬质点压入材料表面；水平分力使硬质点与表面之间产生相对位移，硬质点与材料相互作用的结果，使被磨损表面产生犁皱或切屑，形成磨损或在表面留下沟槽。影响磨粒磨损的因素：磨粒大小与形状；磨粒硬度和模具材料硬度；模具与工件表面压力；磨粒尺寸与工件厚度的相对比值。提高耐磨粒磨损的措施：提高模具材料的硬度；进行表面耐磨处理；采用防护措施。5.粘着磨损的机理：实际接触面积是表观面积的0.01~0.1%，表面压力大，瞬时温度高，润滑油膜、吸附膜或其他膜都将发生破裂，使接触峰顶产生粘着，随后，在滑动中粘着点又被破坏，就形成粘着——破坏——再粘着的交替过程。

影响粘着磨损的因素：①表面压力：T1（接触压应力小于材料硬度的1/3），磨损主要是通过氧化碎屑的脱落而产生的，属于轻微氧化磨损区；T1与T2之间为严重磨损区，磨屑尺寸增大，加厚，且多为金属屑；当载荷继续增大超过T2后，表面内摩擦增大而温度很高，可能发生相变，并形成白层，形成不易破碎的氧化膜，因而耐磨。② 材料性质：脆性材料比塑性材料粘着倾向小。塑性材料接点的断裂常发生在离表面较深处，磨损下来的颗粒较大；而脆性材料接点破坏处离表面较浅，磨屑呈细片状。③ 材料硬度：模具材料和工件材料的硬度相差越大，磨损越小；反之，磨损越大。提高耐粘着磨损性能的措施：① 合理选用模具材料：选与工件互溶性小的材料，减小亲合力，降低粘结的可能性。② 合理选用润滑剂和添加剂：润滑油膜一方面可防止金属表面直接接触，另一方面可减小摩擦，成倍提高抗粘着磨损的能力。③ 采用表面处理：采用表面处理改变摩擦表面金属组织结构，避免同类金属表面接触。

6.疲劳磨损：工件与模具表面相对运动时，在循环应力（机械应力与热应力）的作用下，使模具表层金属材料疲劳脱落的现象。接触疲劳磨损，主要特征为磨损表面有裂纹、小坑等，磨损产物为块状或饼状。疲劳磨损的机理：在承受力和相对运动的情况下，模具表面及亚表面不仅有多变的接触应力而且还有切应力，这些外力反复作用一定周次后，模具表面就会产生局部塑性变形和加工硬化。在某些组织不均匀处，由于应力集中，形成裂纹源，并沿着切应力方向或夹杂物走向发展。当裂纹扩展到表面时或与纵向裂纹相交时，形成磨损剥落。模具疲劳磨损有机械疲劳磨损、冷热疲劳磨损。影响疲劳磨损的因素：材质：钢材的冶金质量，如：夹杂物类型、大小、形貌、分布。特别是脆性、带棱角的非金属夹杂物。硬度：一般情况下，材料抗疲劳磨损能力随表面硬度的增加而增强，而表面硬度一旦越过一定值，则情况相反。表面粗糙度：表面粗糙度低，接触面积大，接触应力小，提高抗疲劳磨损能力。提高耐疲劳磨损的措施：合理选择润滑剂：润滑剂可避免模具与工件表面直接接触，并均化接触应力，缓冲冲击。润滑剂粘度越高越好，固体润滑剂比液体润滑剂好。进行表面强化处理：采用喷丸、滚压等强化方法，使模具工作表面金属受压缩产生塑性变形，并产生宏观压缩应力，有利于提高抗疲劳磨损的能力。

7.断裂分类：1）按断裂性质分：塑性断裂、脆性断裂；根据金属材料断裂前所产生的宏观塑性变形的大小分。一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于5％为脆性断裂；大于5％为韧性断裂。（2）按断裂路径分：沿晶断裂、穿晶断裂、混晶断裂；（3）按断裂机理分：一次性断裂、疲劳断裂；模具材料多为中、高强度钢，断裂性质多为脆性断裂。

影响断裂失效的主要因素：

（一）模具表面形状：增大圆角半径，减少突变，避免尖角，减小应力集中。

（二）模具材料：减少夹杂物，提高冶金质量，提高材料强度。控制断裂的三个主要因素： 1）裂纹尺寸和形状；2)作用应力；3)材料的断裂韧性。裂纹尺寸越大，作用应力越高，发生断裂的可能性就越大；材料的断裂韧性越高，抵抗断裂破坏的能力越强，发生断裂的可能性就越小。

8.锻造工序一般可分为：基本工序、辅助工序和修整工序三类。(1)基本工序

指能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序，也是锻造过程中主要变形工序。如镦粗、拨长、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、剁切、错移、扭转等。(2)辅助工序

指在坯料进入基本工序前预先变形的工序。(3)修整工序

指用来精整锻件尺寸和形状使其完全达到锻件图要求的工序。如鼓形滚圆、端面平整等。一般是在某一基本工序完成后进行。

9.模具表面的加工方法包括车削、铣削、磨削、抛光等。磨削的原理是把复杂的成型表面分解为若干段简单的直平面或圆弧直曲面，然后按照一定的顺序，沿着轮廓方向逐点或逐段磨削，使之达到规定的加工要求。

10.残余应力大小与以下几个因素有关:(1)磨削深度；(2)砂轮硬度、锋利度；（3）回火工艺；（4）模块材料的导热性。

11.模具热处理：1)氧化、脱碳；2)过热、过烧；3）硬度不足；4）软点；5）黑色断口；6）脆性；7）麻点；8）裂纹；9）变形。

11.模具材料分类：按模具类别分：冷作模具、热作模具、塑料模具。按材料类别分：钢铁材料、非铁材料、塑料等。

模具材料的性能要求：

（一）使用性能：硬度和耐磨性、强度和韧性、抗热性能（热强性、热硬性、热稳定性、热疲劳性、抗粘着性）；

（二）工艺性能：热加工工艺性能、冷加工工艺性能、热处理工艺性能。模具选材的具体考虑因素：

（一）模具工作条件：承受载荷、速度（冲击）、工作温度、腐蚀；

（二）模具的失效因素：磨损、腐蚀、断裂、塑性变形。

（三）模具所加工的产品：产品批量大小、产品质量要求、产品材质；

（四）模具结构：模具大小、模具形状、模具的不同组件（不同部位）、模具制造工艺、模具设计。

12.冷作模具的种类很多，包括冲裁模、冷挤压模、冷镦模、拉伸模等。各类冷作模具的特点：(一)冲裁模：冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，按其功能不同可分为落料模、冲孔模、切边模等。1.工作条件：冲裁模的工作部位是刃口。冲裁时，刃口部受到弯曲和剪切力的作用，还要受到冲击。同时，板料与刃口部位产生强烈的摩擦。2.失效形式：冲裁模的正常失效形式主要是磨损，刃口由锋利变圆钝。有时会因热处理不当等造成崩刃和凸模折断等非正常失效。3．性能要求：依据上述分析，冲裁模的主要性能要求是高的硬度和耐磨性，足够的抗压、抗弯强度和适当的韧性。

(二)拉拔模及成形模：主要包括拉深模、胀形模、弯曲模和拔管模。利用这些模具可使板材或棒材延伸并压制成一定形状的产品。1．工作条件：模具工作时受载较轻，但模具表面受到强烈的摩擦。凹模主要受到径向张力的作用，凸模主要承受轴向压缩力和摩擦力的作用。2．失效形式：成形模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模除了严重磨损外，在温度和压力作用下，还会产生“粘附”（咬合）。3．性能要求：对拉拔模的主要性能要求是高的耐磨性、硬度及良好的抗咬合性。对成形模的耐磨性、硬度要求稍低，但要求较高的韧性。

（三）、冷镦模：冷镦模是在冲击作用下使金属棒料在模具型腔内冷变形成形的模具。主要用于紧固件、滚动轴承、滚子链条、汽车零件的成形。1．工作条件：冷镦模具工作条件差，受到强烈冲击，室温下，材料变形抗力大。凸模承受巨大冲击压应力，且冲击频率很高。凹模的型腔表面和凸模的工作表面还受到剧烈的冲击性摩擦。2．失效形式：冷镦模的主要失效形式是：凸模镦粗、局部变形或折断；凹模开裂，模口胀大等。3．性能要求：凸模、凹模均要求有足够的硬度、强度和韧性。一般凸模要求硬度为60-62HRC，凹模要求硬度为58-60HRC。

（四）、冷挤压模：冷挤压是使金属在强大的近于静挤压力的产生塑性变形而形成制品或零件。1.工作条件：金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的作用，变形抗力大。模具不仅受到强大的挤压力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦，冷挤压时产生较大的温升。2.失效形式：冷挤压凸模的失效形式主要是断裂、塑性变形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。3．性能要求：冷挤压模必须具有高的强韧性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度为60-64HRC，凹模要求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和热硬性。冷作模具钢的性能要求 ：冷作模具正常的失效形式是磨损。常会因变形(包括弯曲、镦粗、塌陷、模孔胀大等)、崩刃、开裂而出现早期失效。冷作模具用钢应该具有高强度、高硬度、高耐磨性和足够的韧性。一般凸模要求硬度为50-60HRC。冷作模具钢的成分特点：冷作模具钢通常以高碳为主，以满足高强度、高硬度、高耐磨性要求，为了提高淬透性和耐磨性，适当添加一些碳化物形成元素Cr、Mo、W、V 等。

13.冷作模具用钢按化学成分分类，可以分为碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬和高碳中铬钢及高速钢。碳素工具钢：常用钢种有T7A、T8A、T10A、T12A等.主要优点：（1）成本低：价格便宜，来源方便。（2）加工性能好：与其他冷作模具钢相比，锻造工艺性较好，易退火软化，便于加工制成模具。（3）热处理后有较高的硬度和一定的耐磨性。主要缺点：(1)淬透性低：模具截面尺寸大于15 mm，水冷也不能淬透。属低淬透性冷作模具钢。(2)热硬性、耐磨性差，淬火变形大，易产生淬火裂纹，使用寿命低。用途：因此碳素工具钢只适合制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的模具。

14.（1）9Mn2V钢：主要性能特点：9Mn2V钢的主要化学成分是：C：0.85-0.95%，Mn：1.70-2.00%。碳含量高是为了保证钢经热处理后具有高硬度、高耐磨性；锰是为了提高钢的淬透性。由于锰含量高易引起钢的过热，因而同时加入少量的钒，以细化晶粒，克服锰的过热倾向。淬透性低，油淬时临界淬透直径为40mm。热加工工艺：1.锻造：始锻温度为1130-1160C，终锻温度为800-850C，空冷至650-700C转入炉灰中冷却。2.退火： 加热温度为750-770C，保温3-5h；等温温度为650-700C，保温4-6h。3.淬火： 淬火温度为780-840C，为了获得优良的强韧性，宜采用800C淬火；若希望工件获得最大的淬硬层深度时，则可选取820-840C淬火，淬火硬度为62-63HRC。采用油冷，形状复杂的模具可用热油冷却或硝盐浴分级淬火。4.回火：回火温度在160-180c，空冷。回火硬度为60-62HRC。回火温度为200-300C范围产生回火脆性。应用：用于制造冷冲模、弯曲模、落料模等。用它代替T10A钢，不仅可以减小热处理变形，还可大大提高模具寿命。对于中小模具，该钢还可以代替CrWMn钢。

（2）CrWMn钢：主要性能特点：由于同时含有W和Mn，CrWMn钢具有高的淬透性。生产中，模具尺寸在Φ40－５0mm以下时，在油中即可淬透。又由于含有W，在淬火及低温回火状态下含有较多的钨的碳化物，硬度高，耐磨性良好。W还能细化晶粒，改善钢的韧性并减小过热敏感性。热加工工艺：1.锻造：加热温度为1100-1150C，始锻温度为1050-1100C，终锻温度为800-850C。锻后应采用空气吹冷，以防止形成网状碳化物，尤其是大规格的钢材。2.退火和正火：加热温度为790-830C，等温温度为700-720C，退火后的组织比较均匀，退火后的硬度为207-255HBS。如果锻造质量不高，出现严重网状碳化物或粗大晶粒时，必须在球化退火之前进行一次正火，正火加热温度930-950C，然后空冷。3.淬火和回火：淬火温度为820-840C，油冷，硬度为63-65HRC。模具要求韧性较高而硬度要求不低于55HRC时，可采用下贝氏体等温淬火。回火温度一般为160-200C，为了克服回火脆性，应尽量避免在300C附近回火。应用： CrWMn 钢的淬透性、淬硬性、强韧性、耐磨性及热处理变形倾向均优于碳素工具钢，主要用于制造要求变形小、形状复杂的轻载冲裁模，轻载拉深、弯曲、翻边模。Cr12型钢模具的制造及热加工工艺过程:锻造---退火---粗加工---预调质处理或去应力处理---精加工----最终热处理（淬火+回火）。1）锻造：Cr12型钢的导热性差，塑性低，变形抗力大，锻造温度范围窄，组织缺陷严重，所以锻造性能差。合理的锻造工艺是：预热温度为750—850C，加热温度为1100-1150C，始锻温1050-1150C，终锻温度为850-900C，锻后缓冷。Cr12型钢为莱氏体钢,铸态组织中有鱼骨状共晶碳化物。锻造时，坚持多向、多次镦拔，才能保证击碎碳化物。锻后应及时退火。2）退火：Cr12型钢一般采用等温球化退火工艺，加热温度为850-870C，保温3-4h。等温温度为720-750C，保温6-8h。退火后的硬度为207-255HBS。退火后组织为索氏体+粒状合金碳化物，降低硬度，提高切削性能。3）预调质处理：为了降低粗加工造成的应力以及在淬火之前获得比较均匀的碳化物分布，淬火前要进行预调质处理（淬火+高温回火）。4）淬火及回火：两种工艺：（1）低温淬火+低温回火（一次硬化处理）淬火温度：Cr12MoV钢：1020-1050℃；

Cr12钢：970-990℃； 回火温度： 160-180℃。可保持细的奥氏体晶粒，具有高硬度、耐磨性和高韧性.（2）高温淬火+多次高温回火（二次硬化处理），达到二次硬化目的。Cr12钢因含合金元素量较低，只采用一次硬化处理。Cr12MoV的淬火温度为1100-1150℃，回火温度为500-540℃，多次回火。经这种方法处理后可使其钢获得高耐磨性、热硬性，但韧性较差。15.Cr12与Cr12MoV的性能比较：Cr12型钢是应用最广、数量最大的冷作模具钢。Cr12型钢中的主要碳化物是M7C3型。因Cr12钢碳含量高达1.3～2.3％，碳化物不均匀性严重，脆性大，用于制造模具易产生崩刃和脆断。只适用于制造冲击负荷小、耐磨性要求高的模具；Cr12MoV的含碳量比Cr12少，并加入了Mo、V，改善了碳化物不均匀性，提高了韧性。钼和钒还能细化晶粒，改善韧性。所以，Cr12MoV钢的脆断倾向较小，广泛用于制造大截面、形状复杂的重载冷作模具，如切边模、落料模、滚边模、拉丝模等。

16.模具材料的选材依据：1.按模具大小考虑选材；2.按模具形状和受力考虑选材；3.按模具性能要求考虑选材；4.按模具压制产品的批量考虑选材；5.按模具用途考虑选材.17.热作模具的分类:根据加工形式，热作模具可分为热冲切模（切边模、热切料模）、热变形模（锤锻模、高速锤锻模、压力机锻模、热挤压模）和压铸模（铝合金压铸模、铜合金压铸模、黑色金属压铸模等）。根据加工材料，热作模具可分为加工黑色金属的模具、加工有色金属的模具、塑料模具等。

18.热挤压模：（1）工作条件：热挤压模主要承受压缩力和弯曲应力，脱模时还承受一定的拉应力，但冲击力不大。模具与炽热金属接触时间比锤锻模长，使其受热温度比锤锻模温度更高，尤其是挤压钢件和难熔金属时，工作温度高达600-800C。挤压过程中模具表面与坯料之间的摩擦较大。2）失效形式：热挤压模的主要失效形式是模腔过量塑性变形、开裂、冷热疲劳、热磨损及表面氧化腐蚀。（3）性能要求：热挤压模的尺寸一般比锤锻模小。因此，对热挤压模的性能要求主要有：a.高的热稳定性；b.良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性；c.较高的高温强度和足够的韧性。

19.热冲切模：热冲切模由切边凹模和凸模组成。在切边时凸模无刃口，只起传力作用，由凹模切除飞边、连皮。

（1）工作条件：由于是切边凹模完成剪切过程，因而凹模刃口与毛坯相摩擦，同时受到一定的冲击载荷。此外，刃口还受热而升温。（2）主要失效形式：刃口磨损、崩刃、卷边等。（3）性能要求：a.具有高的耐磨性，高的硬度及热硬性；b.为避免崩刃，应具有一定的强韧性；c.具有良好的工艺性。

20.压铸模:是在高压下使液态金属压铸成型的一种模具。（1）工作条件:压铸模工作时与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热温度比热锻模高（压铸有色金属时的温度达400-800C以上，压铸黑色金属时的温度可达1000C），同时承受很高的压力，此外还受到反复加热和冷却的作用以及金属液流的高速冲刷。（2）失效形式：疲劳开裂（龟裂）、气蚀、冲蚀磨损。低温合金的压铸以磨损失效为主。（3）性能要求:a.较高的耐热性和良好的高温力学性能；b.优良的耐冷热疲劳性和高的导热性；c.良好的抗氧化性和耐蚀性；d.具有较高的淬透性。21.热作模具钢的分类:按照模具钢的工作温度及性能分：低耐热高韧性钢、中耐热韧性钢、高耐热性钢、特殊用途模具钢。

1).低耐热高韧性钢:常用钢种有：5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等。2).中耐热韧性钢:钢种有：4Cr5MoSiV(H11),4Cr5W2SiV（H12）, 4Cr5MoSiV1（H13）,4Cr4MoWSiV等。3).高耐热韧性钢:典型钢种主要有：3Cr2W8V、4Cr3Mo3W2V，5Cr4Mo2W2VSi，5Cr4W5Mo2V。3Cr2W8V的性能特点：3Cr2W8V用于热作模具已有70年历史，至今仍广泛使用，是我国产量最大的模具钢之一。用于压铸模、热挤压模、精锻模、有色金属成型模等。钢中的碳和合金元素Cr、W、V的含量正好是高速钢W18Cr4V的一半，故称“半高速钢”。高的W、V提高钢的热稳定性和耐磨性；较低的含碳量可保证一定的热疲劳抗力及塑性和韧性； Cr增加了钢的淬透性，80mm以下可以淬透。因大量合金元素的作用，合金的共析点左移，属过共析钢，组织为莱氏体，韧性较差。因为低碳，3Cr2W8V钢锻造性能较好。锻后进行球化退火。一般3Cr2W8V模具的淬火加热温度应在1050-1100℃范围内选取，以保证回火后塑性、韧性无明显降低。3Cr2W8V钢模具的回火温度可依照具体情况在560-630℃之间选择。因为大量钨和钒的作用，3Cr2W8V在回火时有明显的二次硬化效应，回火硬度的峰值在550℃左右出现。回火温度升至600℃以后，硬度很快下降。3Cr2W8V钢在使用温度不超过650℃时。在650℃以上使用时，钢的强度硬度迅速下降，导致模具软化变形。此外，3Cr2W8V钢高温时的塑性、冲击韧度和热疲劳抗力也比较低。

22.塑料模具的类型:可分为：渗碳钢、调质钢（预硬型钢）、冷作模具钢、耐蚀钢、马氏体时效钢。1)、渗碳钢:钢号：

10、20钢、20Cr、12CrNi2、12CrNi3、12CrNi4、20Cr2Ni4等。特点：碳含量低，为0.1-0.2%。退火态硬度低，成形性好、切削性好。渗碳+淬火回火，表面硬度高、耐磨性好；心部韧性好。应用：主要用于冷挤压成形的塑料模。2)、调质钢（预硬型塑料模具用钢）:钢号：碳素调质钢（如45、50、55）、合金调质钢（如40Cr、4Cr3MoSiV）等。应用：调质处理后硬度30-40HRC。主要用于制造型腔复杂、精密的大、中型模具。3)、冷作模具钢（淬硬型塑料模具用钢）:钢号：碳素工具钢（如T7A、T10A）、低合金冷作模具钢（如9SiCr、9Mn2V、CrWMn钢等）、Cr12型钢、高速钢、基体钢和某些热作模具钢等。应用：最终热处理一般是淬火和低温回火，热处理后的硬度通常在以上45-50HRC以上。主要用于负荷较大的热固性塑料模和注射模。4)、耐蚀钢:钢号：9Cr18、Cr18MoV、4Cr13，属高碳高铬耐蚀钢。主要由于抗腐蚀介质下使用。5)、马氏体时效钢:钢号：18Ni、25CrNi3MoAl。应用：该类型钢具有高强度、高韧性、淬火变形小等特点。主要用于制造高耐磨、高精度、型腔复杂的模具。

23.塑料模具的工作条件:分为热固性塑料模具;热塑性塑料模具.使用性能要求: 1)较高的硬度，好的耐磨性。型面硬度要求30-60HRC。2）一定的抗热性，可在150-250C长期工作。3）有一定耐蚀性。工艺性能要求: 1）热处理变形小，足够的淬透性。2）有优良的抛光、耐磨性，可镜面抛光。3）对切削成型模具，要求切削加工性能好。4）对冷成型塑料模，要求好的塑性加工性能，退火硬度低，塑性好，变形抗力低、冷作硬化弱。5）良好的焊接性、锻造性等。塑料模具的类型:

按生产方式可分为：注射成型、挤出成型、压延成型、压制成型。按模具的加工方法分：切削加工成型模具钢；冷压成型模具钢。

★★粘着磨损的机理：实际接触面积是表观面积的0.01~0.1%，表面压力大，瞬时温度高，润滑油膜、吸附膜或其他膜都将发生破裂，使接触峰顶产生粘着，随后，在滑动中粘着点又被破坏，就形成粘着——破坏——再粘着的交替过程。

影响粘着磨损的因素：①表面压力：T1（接触压应力小于材料硬度的1/3），磨损主要是通过氧化碎屑的脱落而产生的，属于轻微氧化磨损区；T1与T2之间为严重磨损区，磨屑尺寸增大，加厚，且多为金属屑；当载荷继续增大超过T2后，表面内摩擦增大而温度很高，可能发生相变，并形成白层，形成不易破碎的氧化膜，因而耐磨。② 材料性质：脆性材料比塑性材料粘着倾向小。塑性材料接点的断裂常发生在离表面较深处，磨损下来的颗粒较大；而脆性材料接点破坏处离表面较浅，磨屑呈细片状。③ 材料硬度：模具材料和工件材料的硬度相差越大，磨损越小；反之，磨损越大。提高耐粘着磨损性能的措施：① 合理选用模具材料：选与工件互溶性小的材料，减小亲合力，降低粘结的可能性。② 合理选用润滑剂和添加剂：润滑油膜一方面可防止金属表面直接接触，另一方面可减小摩擦，成倍提高抗粘着磨损的能力。③ 采用表面处理：采用表面处理改变摩擦表面金属组织结构，避免同类金属表面接触。

★★★冷挤压模：冷挤压是使金属在强大的近于静挤压力的产生塑性变形而形成制品或零件。1.工作条件：金属的冷挤压成形，受到强烈的三向压应力的作用，变形抗力大。模具不仅受到强大的挤压力作用，而且还受到坯料塑变流动的剧烈摩擦，冷挤压时产生较大的温升。2.失效形式：冷挤压凸模的失效形式主要是断裂、塑性变形及磨损；凹模的主要失效形式是胀裂及磨损。3．性能要求：冷挤压模必须具有高的强韧性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度为60-64HRC，凹模要求硬度为58-62HRC。由于冷挤压时产生较大的温升，所以还应具有一定的冷热疲劳抗力和热硬性。

★★★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。★★★热挤压模：（1）工作条件：热挤压模主要承受压缩力和弯曲应力，脱模时还承受一定的拉应力，但冲击力不大。模具与炽热金属接触时间比锤锻模长，使其受热温度比锤锻模温度更高，尤其是挤压钢件和难熔金属时，工作温度高达600-800C。挤压过程中模具表面与坯料之间的摩擦较大。2）失效形式：热挤压模的主要失效形式是模腔过量塑性变形、开裂、冷热疲劳、热磨损及表面氧化腐蚀。（3）性能要求：热挤压模的尺寸一般比锤锻模小。因此，对热挤压模的性能要求主要有：a.高的热稳定性；b.良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性；c.较高的高温强度和足够的韧性。

★★★热冲切模：热冲切模由切边凹模和凸模组成。在切边时凸模无刃口，只起传力作用，由凹模切除飞边、连皮。

（1）工作条件：由于是切边凹模完成剪切过程，因而凹模刃口与毛坯相摩擦，同时受到一定的冲击载荷。此外，刃口还受热而升温。（2）主要失效形式：刃口磨损、崩刃、卷边等。（3）性能要求：a.具有高的耐磨性，高的硬度及热硬性；b.为避免崩刃，应具有一定的强韧性；c.具有良好的工艺性。

★★★压铸模:是在高压下使液态金属压铸成型的一种模具。（1）工作条件:压铸模工作时与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热温度比热锻模高（压铸有色金属时的温度达400-800C以上，压铸黑色金属时的温度可达1000C），同时承受很高的压力，此外还受到反复加热和冷却的作用以及金属液流的高速冲刷。（2）失效形式：疲劳开裂（龟裂）、气蚀、冲蚀磨损。低温合金的压铸以磨损失效为主。（3）性能要求:a.较高的耐热性和良好的高温力学性能；b.优良的耐冷热疲劳性和高的导热性；c.良好的抗氧化性和耐蚀性；d.具有较高的淬透性。★★★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。

★★★拟定压铸模模的制造工艺路线：压铸模的制造工艺路线为：一般压铸模： 锻造 → 退火→

机械粗加工→稳定化处理→ 精加工成形→淬、回火 →钳修 →发蓝。形状复杂。精度要求高的压铸模：锻造 → 退火→

机械粗加工→调质→ 精加工成形→钳修→渗氮（或软氮化）→研磨抛光。

★★★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？

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。

★★★影响模具寿命的主要因素有哪些？

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。

★★★塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？

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。

★★★塑料模具钢——一：1塑料模具的失效分析：（1）磨损失效（2）塑性变形失效（3）断裂失效

2塑料模具钢性能要求：（1）较高的硬度好的耐磨性（2）一定的抗热性（3）对有腐蚀介质析出时要有一定耐蚀性

3塑料模具钢的分类及特点：按生产方式分：注射成型模、挤出成型模、压延成型模、压制成型模（前三类属于热塑性塑料模。最后一类属于热固定性塑料模）按加工方法分：切削加工成型模、冷压成型塑料模

4切削成型料模用钢的要求：：（1）经淬火及250度以上回火后且有足够的强度韧性、耐热、耐磨、抗蚀（2）切削加工性：模块退火后硬度一般不超过227HBS为宜，且基体组织细密、均匀、夹杂物少，在硬化状态下易于抛光成镜面。（3）锻造工艺性能：可锻温度范围宽，塑性好对锻后冷却速度不敏感，冷裂倾向及析出网状及带状碳化物的倾向轻微。（4）热处理工艺性能要求：有足够的淬透性（5）大，中型复杂型模具用钢应具备高的强韧性、淬火操作完全可靠，可以预硬化后加工成形，可以表面强化。5冷压成型塑料模用刚的要求：（1）退火状态塑性高，变形抗力低。（2）淬火后变形抗力高（3）含碳量不宜过多、以低碳钢（渗碳钢）为主。