表面变形强化

1、形变强化原理：通过机械手段在金属表面产生压缩变形，使表面形成形变硬化层，微观是晶粒间产生位错，晶粒变形或破碎细晶强化。方法：表面锤击，表面滚压，内挤压，喷丸，超声冲击。应用：使模具表面产生冷作硬化，改善模具表面粗糙度，有效去除电火花加工产生额表面变质层，提高模具疲劳强度，抗冲击，磨损性能，从而达到提高模具使用寿命的目的。表面淬火原理：通过对工件表面快速加热与淬火冷却相结合的方法来实现。种类：感应加热表面淬火，火焰加热淬火，电接触加热淬火，电解液加热淬火，高能束加热淬火。特点：1得到好的硬化层，工件变形小，通常不用后续加工。2无接触加热，冷却靠自身热传导。3局部淬火。4自动化加工。热扩渗技术原理

2、：通过加热、扩散方式使欲渗金属或非金属材料式工件表面，形成表面合金层的工艺。条件：1渗入元素能与基体金属形成化合物。2欲渗元素与基材紧密接触。3有一定渗入速度。4对于靠化学反应提供活性原子的工艺满足热力学条件。机理：1产生渗剂元素活性原子并提供给基体金属表面。2渗剂元素活性原子吸附基体金属上。3渗剂元素原子在高温下向基体内部扩散。种类：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗硼，渗金属堆焊技术原理：用焊接方法将堆焊材料融化，在金属材料和工件表面堆覆一个耐磨、耐蚀的合金属。分类：电弧堆焊，等离子体堆焊，电渣堆焊，氧乙炔火焰堆焊。热喷涂定义：将喷涂材料经特定热源加热至熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化并喷射到

3、工件表面，形成耐磨、耐蚀以及抗高温等特殊性能涂层的一种表面加工方法。过程:1加热2雾化3加速飞行4堆积涂层组成：气孔，氧化物，涂层变形颗粒特点：1喷涂材料和基材不受限制2涂层材料广泛3零件没有尺寸形状限制4除火焰喷涂外，其他基材温度较低低压等离子喷涂原理：在低压条件下，将金属或非金属粉末送入刚性非转特型等离子弧焰中，加热至熔融状态随离子焰高速喷涂并沉积到预先处理的工件表面，形成一个特殊性能的涂层。设备：真空喷涂室 电源 水路 供气系统特点：1低压密闭室内进行2粉末完全均匀熔融喷涂3空隙率低4工件预热温度高活化基材表面5冷却慢应力小不易开裂6通入惰性气体不易氧化7能获得不同性能涂层失效分析失效分

4、析1失效2形式：弯曲 镦粗 塑性变形失效3原因强度不足，刚度不足A材料本身：高温工作过程中，材料的屈服强度低，而产生了塑性变形 工艺热处理：室温工作时，选用高强度钢并做硬化处理 高温下工作时，选用蠕变强度高的热强钢并做热处理B工作环境：冲击，腐蚀，高温C装配尺寸：镦粗D维护气相沉积（物理化学）联系：1两者都为气体沉积成膜2两种方法得到的涂层成分基本相同区别：1反应方式不同：化学气相沉积利用化学反应 物理气相沉积利用蒸发辉光放电和弧光放电2压强不同：化学是在低压或常压下，物理是在带负偏压3温度不同：化学在高温下，物理.在温度较低下4化学模强度高，精度高，可以形成多层性5化学气相沉积的绕镀性好水溶

5、液沉积表面强化一电镀1在含镀层金属的溶液中，被镀材料做阴极，镀层材料或不溶性材料作阳极，在直流电作用下，被镀材料表面获得镀层的方法。2条件电镀液，直流电源，电极3装置电镀槽，直流电源，阳极，阴极，电镀液4电镀液盐溶液，导电盐，络合物，缓冲剂，添加剂，阳极活化剂5特点优点：设备简单，易于操作，成本低缺点：有污染二电刷镀1在可导电工件表面上需要镀覆的部件加速沉积金属镀层的技术2特点（1） 不受镀层限制（2） 镀层质量高（3） 沉积速度快（4） 应用范围广（5） 设备简单易于操作（6） 刷镀层与基材结合牢固（7） 操作灵活多变三化学镀定义：把工件放入镀液中，镀液中的金属离子获得从镀液的化学反应中的电

6、子，在工件表面还原沉积成膜的技术四热浸镀1将工件浸在熔融的液态金属中，再在工件表面发生一系列的物理、化学反应，取出冷却后，表面形成所需的金属镀层2特点优点：适合于复合零件缺点：温度高，工件易变性，镀厚不同、均匀性差。一 冷作模具 用金属或非金属材料的冷态成型，工艺温度低于3001冲裁模 工作状态：工作部分在刃口，在冲裁过程中，受冲击力，剪切力，弯曲力，金属摩擦力。性能要求：刃口部位、硬度高、耐磨、高的抗弯强度和韧性。失效形式：磨损（主要）、崩刃、镦粗。2拉深模 工作过程：冲击力小，单位面积压力不大，模具型腔表面受板材剧烈摩擦。失效形式：磨粒磨损，粘着磨损。失效部位：凹模端面，圆角半径处。3冷镦

7、模 工作过程：在冲击力作用下，将金属坯料在凹模型腔内冷镦成一定形状，尺寸受冲击力、摩擦力、室温变形。失效形式：磨粒磨损，冲击磨损，疲劳断裂。4冷挤压模 工作过程：金属在近乎均匀的作用力下产生塑性流动。工作状况：三向压应力，金属沿凸凹模间隙产生剧烈流动变形，位移较大。失效形式：摩擦磨损，塑形变形，凸模折断。二 热作模具 对灼热或熔融金属进行加工的模具1锤锻模工况：冲击力、摩擦力、压应力、弯曲应力，交替的冷热循环失效形式：粘着磨损，氧化磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，塑形变形，冷热疲劳。2压力机锻模失效形式：脆断，冷热疲劳。3热挤压失效形式：磨损，冷热疲劳。4热冲裁失效形式：磨损，疲劳，卷刃。5压铸模

8、在高压（30150MPa)下将熔融金属压铸成形失效形式：氧化磨损，冷热疲劳，冲蚀，点蚀。6塑料模具热固：受力大，冲击力，摩擦力，受腐蚀力，冷热疲劳。热塑：在黏流状态下，通过注射挤压腐蚀。失效形式：磨损，腐蚀，塑形变形，断裂，冷热疲劳。1问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：模具失效分偶然失效和工作失效两种；模具失效分析可为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺，优化模 具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提 具结构设计以及模具新材料的 研制和新工艺的开发等提 供有意义的数据， 并且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：影响

9、模具寿命的主要因素有：1）模具结构设计的合理性，不合理的结构可能引起严重的应力集中或过高的工作温度，从而恶化模具的工作条件，导致过早失效； 2)模具制造质量。影响模具的耐磨性、 抗断裂能力、 抗粘合能力等； 3）模具材料，模具材料种类、化学成分、组织结构、硬度 和冶金质量等因素影响模具寿命4）模具的热处理质量与 表面强化对模具寿命的影响；5）模具的使用对模具寿命的影响。3、简述冷冲模材料选用的一般原则答：根据模具产品的形状和尺寸、被冲材料特性、工作载荷大小、失效形式、生产批量、模具成本等因素决定。4、 塑料模具材料的工艺性能要求有哪些？答：机械加工性能，良好的可加工性和磨削加工性能；焊接性能；

10、热处理工艺性能；电加工性能；镜面抛光性能； 饰纹加工性能。 饰纹加工性能。 5、 简述冷作模具制造工艺路线。锻造球化退火 机械加工成型 淬火与回火 装配 6、简述塑料模具的工作条件及性能要求。答：塑料模分热固性塑料压缩模和热塑性注射模；塑料压缩模的工作温度一般在 160°250°C，工作时型腔承受单位压力大一般160220MPa; 热塑性注射模工作温度在 150° 以下，承受的工作压力和磨损没压缩模大。要求具有机械加工性能，焊接性能，热处理性能，抛光 性能，电加工性能，饰纹性能。二、 填空题1、根据工作条件，模具分为 冷作模具 、热作模具、和成 形模具三大类 形模

11、具三大类 。2、根据工艺特点，冷作模具分为 冷冲裁模和冷挤压模两类。3、热作模具可分为 热锻模、热挤压模、和压铸模三类。4、模具钢分为 冷作模具钢、热作模具钢、和塑料模具钢。5、预备热处理的主要目的机械加工和最终热处理作组织准 备。6、最终热处理的关键是淬火制定，其中包括淬硬性、淬透 性合理选择。 7、模具材料的使用性能主要包括 强度、硬度、韧性耐磨性 等。 8、抗疲劳性模具工作时承受机械冲击和热冲击的交变应力， 热作模具在服役过程中， 热 交 变应力 更明显地导致模具热 裂。 9材的可加工性主要包括 可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺等加工性和可切削性加工等。10、 冷作模具材料种类繁多，主要用于制造 冷冲裁、冷墩 模、冷拉丝、冷挤压模、冷拔和锻压加工等。11、碳素工具钢的主要缺点淬透性差、热硬性低、耐磨性低和淬火温度范围窄等。12 根据材料厚度， 冷冲裁模可分为薄板冲裁模和厚板冲裁模 两种。13、 按用途不同，热作模具材料分为锤锻模具钢、热挤压模具钢、热冲裁模具钢、压铸模具钢。14、 根据塑料的热性能和成型分法不同，塑料成型模具分为 热固性塑料模和热塑性塑料模。15