2026年铸造模具维修工岗位实操考核试题及答案

2026年铸造模具维修工岗位实操考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.当H13热作模具钢出现早期龟裂，最优先的修复顺序是A.直接补焊→打磨→抛光B.判定裂纹深度→开坡口→预热→补焊→回火→精修C.局部激光熔覆→CNC精铣→电火花皮纹D.胶补→手工刮研→喷砂去应力答案：B解析：热作模具早期龟裂必须首先判定裂纹是否贯穿，防止缺陷扩展；预热与焊后回火可消除焊接残余应力，避免二次开裂。2.使用真空淬火后的SKD61滑块出现0.08mm整体变形，最佳矫正方案为A.室温油压机冷矫B.530℃热矫+保压缓冷C.深冷-180℃后热矫D.激光冲击波矫形答案：B解析：530℃位于SKD61第一类回火脆性区以下，既保证屈服强度下降利于矫形，又不会引起新的组织变化；保压缓冷可防回弹。3.在压铸模排气片电火花加工中，电极损耗突然增大，最可能的原因是A.极性接反B.工作液电导率升高C.抬刀速度过快D.脉冲间隔过大答案：A解析：紫铜电极加工钢件应选“正极性”，若极性接反，电极成为阳极，损耗急剧上升。4.模具冷却水道内壁出现0.5mm均匀腐蚀坑，最经济有效的再制造技术是A.拆卸后镀硬铬B.内孔激光熔覆+珩磨C.高分子导流套镶套D.化学镀Ni-P+封孔答案：D解析：化学镀Ni-P可在复杂内表面获得均匀镀层，硬度可达HV600，耐蚀优于镀铬，且无需外电源，工时短。5.当压射冲头与料筒间隙由0.15mm增至0.35mm时，铝液回流造成的缺陷主要是A.冷隔B.流痕C.气孔D.飞边答案：C解析：间隙增大导致铝液包气回流，卷入型腔形成气孔；飞边是分型面问题，冷隔与流痕与温度相关。6.对大型铸造模具进行FEM变形预测时，网格尺寸一般取A.1mmB.5mmC.15mmD.30mm答案：C解析：15mm可在计算精度与耗时之间取得平衡；1mm网格数量级达千万，普通工作站无法完成。7.采用氩弧焊修复718HH型腔面时，焊丝选择应优先考虑A.ER308LB.ERNiCr-3C.ER410D.ER420答案：B解析：718HH为时效硬化镍基合金，ERNiCr-3匹配其成分，抗裂性好；不锈钢焊丝易生成硬脆马氏体。8.模具表面TD渗钒层厚度为12μm，使用30min后出现局部剥落，首要检查A.基体硬度B.渗层碳势C.表面粗糙度RaD.升温速率答案：A解析：基体硬度低于HRC48时，渗层与基体硬度梯度大，支撑不足导致剥落。9.在激光熔覆Co基合金时，出现“球化”缺陷，调整策略为A.提高扫描速度B.降低送粉量C.减小光斑直径D.增加基板预热温度答案：D解析：球化源于熔池冷却过快、表面张力大；基板预热200℃可延长熔池寿命，降低温度梯度。10.对压铸模滑块导轨实施自润滑改造，最优的固体润滑剂镶嵌方式A.整条油沟镶嵌石墨条B.点阵式镶嵌MoS₂+石墨复合柱C.导轨表面喷涂PTFED.激光织构+浸油答案：B解析：点阵式镶嵌既保留导轨强度，又形成持续润滑膜；PTFE喷涂在高压下易脱落。二、判断题（每题1分，共10分）11.模具氮化后表面出现“亮带”说明渗层过厚，必须返工。答案：×解析：亮带为ε相富氮层，厚度10μm以内可接受，仅当伴随脆性裂纹才需返工。12.使用超声冲击对焊缝进行后处理可提高疲劳寿命约3～5倍。答案：√解析：超声冲击引入残余压应力，降低焊趾应力集中，试验数据支持3～5倍提升。13.对压铸模冷却水道做螺旋内插翅片会降低流速，从而削弱换热。答案：×解析：螺旋翅片增加湍流度，雷诺数增大，换热系数反而提高20%～40%。14.电火花加工表面白层硬度高，可直接作为最终工作面。答案：×解析：白层为二次淬火马氏体+残余奥氏体，脆性大，必须打磨0.02mm以上去除。15.模具激光熔覆层出现微裂纹，采用TIG重熔可完全消除。答案：×解析：TIG重熔热输入大，易使熔覆层与基体再次拉裂；应改用激光重熔或冷喷涂。16.当压射速度超过6m/s时，冲头必须使用陶瓷颗粒增强铸铁。答案：√解析：高速下热疲劳剧烈，陶瓷颗粒增强铸铁导热低、红硬性好，寿命提高2倍。17.对大型模具进行应力回火时，升温速度超过50℃/h会导致二次变形。答案：√解析：升温过快，厚度方向温差大，热应力叠加残余应力，产生塑性变形。18.模具表面喷涂CrAlN涂层后，干摩擦系数可降低至0.1以下。答案：√解析：CrAlN在高温下生成润滑性氧化膜，摩擦系数0.08～0.1。19.采用真空扩散焊修复模具裂纹，焊前粗糙度Ra需低于0.4μm。答案：√解析：粗糙度大阻碍原子扩散，接头强度下降30%以上。20.在模具激光淬火中，搭接率50%可获得最佳残余压应力分布。答案：×解析：搭接率30%～40%即可，50%导致回火软化，残余压应力反而降低。三、填空题（每空1分，共20分）21.热作模具钢回火二次硬化的主要析出相为________。答案：M₂C22.当压铸模型腔表面温度超过________℃时，H13钢开始发生热裂纹形核。答案：65023.电火花加工中，若脉冲宽度由20μs增至50μs，电极相对损耗将________。答案：减小24.模具激光熔覆常用自熔性合金粉末粒度为________目。答案：150～32525.采用________检测法可快速判定模具表面是否残留奥氏体。答案：铁素体仪（磁饱和法）26.对冷却水道进行内孔滚压后，表面粗糙度Ra可由6.3μm降至________μm。答案：0.427.在压射缸内壁喷涂________涂层可显著降低铝液粘附。答案：TiB₂28.模具氮化前需去除钝化膜，常用________溶液进行活化。答案：盐酸+缓蚀剂29.当模具整体变形量超过________mm/m时，必须采用热矫。答案：0.330.采用________工艺可在模具表面获得梯度纳米结构，提高疲劳寿命。答案：超声滚压31.对大型模具进行应力回火时，保温时间按最大壁厚每25mm保温________小时计算。答案：132.模具激光熔覆层与基体结合强度通常要求大于________MPa。答案：60033.在压铸模排气通道中设置________可阻止铝液喷溅。答案：迷宫挡板34.模具表面TD渗钒温度一般控制在________℃。答案：950～100035.采用________冷却方式可使压铸模型腔表面温度波动降至±5℃。答案：点冷+高压水（5MPa）36.模具激光淬火后，表面残余压应力可达________MPa量级。答案：-80037.对718HH模具进行时效处理时，时效温度通常选________℃。答案：51038.在模具维修中，________焊丝最适合焊接灰铸铁裂纹。答案：Z408（镍铁型）39.模具表面喷涂CrAlN涂层厚度超过________μm时，易出现剥落。答案：540.采用________方法可在模具表面制备超疏水结构，防止粘模。答案：飞秒激光织构+氟硅烷修饰四、简答题（每题10分，共30分）41.简述大型压铸模热裂纹的“焊前止裂孔”设计原则及实施步骤。答案：（1）止裂孔位置：裂纹前端5～8mm处，孔径Φ2～3mm，深度超过裂纹深2mm；（2）钻孔方向：与裂纹面垂直，防止裂纹偏转；（3）孔壁粗糙度Ra≤1.6μm，避免应力集中；（4）钻孔后采用磁粉检测确认裂纹已止；（5）止裂孔在补焊后可用同材质销钉封焊并磨平，恢复强度。42.说明模具冷却水道化学镀Ni-P后出现点蚀的三种主要原因及对策。答案：原因1：镀液磷含量过低（<8%），镀层非晶化不足，耐蚀下降；对策：调整镀液pH=4.8～5.0，磷含量10%～12%。原因2：镀后未进行400℃×1h热处理，孔隙率高；对策：镀后热处理，使孔隙率<0.1%。原因3：水道残留Cl⁻>50ppm，诱发点蚀；对策：镀前用去离子水冲洗，镀后采用硅烷封孔。43.阐述激光熔覆Co基合金层出现“气孔”缺陷的机理及工艺优化路径。答案：机理：粉末吸附水分+保护气湍流卷入+基体表面氧化膜，熔池快速凝固气体未逸出。优化路径：（1）粉末120℃真空烘干2h；（2）采用侧向送粉，氩气流量降至8L/min，减少湍流；（3）基体表面用丙酮超声清洗后，激光预扫去除氧化膜；（4）激光功率降低10%，扫描速度降低15%，延长熔池寿命；（5）层间重熔30%，使气泡上浮。五、计算题（每题15分，共30分）44.某H13钢压铸模型腔最大壁厚80mm，初始温度20℃，淬火后表面测得残余拉应力+180MPa，需回火消除。已知回火温度580℃，保温后表面转为残余压应力-90MPa，求：（1）回火保温时间；（2）若采用650℃回火，保温时间缩短多少？（已知H13回火参数P=T(20+logt)×10⁻³，P=19.3时应力消除率95%）答案：（1）580℃：19.3=580(20+logt)×10⁻³→logt=13.28→t=1.9×10¹³h（不合理，说明580℃无法达到95%消除率，需调整目标）。修正：实际工程以壁厚每25mm保温1h，80mm保温3.2h即可满足应力消除80%以上。（2）650℃：P=19.3→t=10^(19.3/0.65-20)=0.9h，时间缩短约2.3h。45.某冷却水道直径Φ12mm，原换热系数h=3000W/(m²·K)，现内插螺旋翅片后，流速由1m/s增至2.5m/s，湍流因子提高1.8倍，求新换热系数h′。已知Dittus-Boelter公式Nu=0.023Re⁰·⁸Pr⁰·⁴，水Pr=7，λ=0.6W/(m·K)。答案：Re=ρvD/μ=1000×2.5×0.012/0.001=3×10⁴Nu=0.023×(3×10⁴)⁰·⁸×7⁰·⁴=0.023×3740×2.18=187h′=Nu·λ/D=187×0.6/0.012=9350W/(m²·K)考虑翅片扰流再提高1.8倍：h′=9350×1.8=16830W/(m²·K)。六、实操题（共90分）46.裂纹修复（30分）工件：H13钢压铸模型腔，裂纹长60mm，深4mm，位于热节点。要求：（1）制定完整修复工艺卡（含设备、参数、检验）；（2）现场完成坡口制备、预热、补焊、回火、探伤、硬度测试；（3）焊后型腔面粗糙度Ra≤0.8μm，硬度HRC46±2，无裂纹、气孔。答案：工艺卡：设备：WSM-400氩弧焊机、履带式加热器、FLIR红外测温仪、MT探伤仪、TH320洛氏硬度计。参数：坡口60°V型，根部2mm；预热300℃，层间温度≤350℃；焊丝ER80S-B2，Φ2.4mm，电流90A，电压12V，氩气12L/min；焊后立即530℃×3h回火；MT探伤符合EN12902级；硬度测试三点均满足。47.冷却水道再制造（30分）工件：718HH模具，水道Φ14mm，内壁均匀腐蚀0.3mm。要求：（1）采用化学镀Ni-P，镀层厚50±5μm；（2）镀后封孔，耐中性盐雾≥500h；（3）现场完成前处理、施镀、热处理、封孔、测厚、盐雾试验。答案：步骤：（1）内壁喷砂至Sa2.5，粗糙度Ra=1.6μm；（2）化学除油→酸洗→活化；（3）镀液Ni²⁺=6g/L，NaH₂PO₂·H₂O=30g/L，pH=4.9，温度88℃，施镀2.5h；（4）镀后400℃×1h热处理，炉冷；（5）硅烷封孔，膜厚1μm；（6）测厚三点均55μm；盐雾试验504h无锈点。48.激光熔覆实操（30分）工件：SKD61滑块局部磨损2mm深，面积30mm×40mm。要求：（1）采用侧向送粉激光熔覆Co基合金，熔覆层厚2.5mm；（2）熔覆层无裂纹、气孔，稀释率<5%，硬度HRC52±2；（3）现场完成编程、熔覆、重熔、探伤、硬度、磨削至尺寸。答案：参数：激光功率P=1200W，扫描速度v=8mm/s，送粉量12g/min，光斑2mm，搭接率35%，Ar保护15L/min；层间重熔30%，稀释率4.2%；PT探伤无裂纹；硬度三点53、52、51HRC；磨削后尺寸+0.05mm，粗糙度Ra=0.4μm，符合图纸。七、综合案例分析（共50分）49.案例：某铝镁合金压铸模，生产2万次后，在浇口附近出现网状裂纹，伴随飞边增大0.15mm，冷却时间延长8s，铸件局部拉伤。任务：（1）分析失效机理；（2）提出再制造方案；（3）给出验证试验及寿命预测。答案：（1）机理：浇口区热循环温度600～680℃，H13钢热疲劳裂纹形核；飞边增大因裂纹张开，铝液溢流；冷却时间延长因裂纹阻碍传热；拉伤为裂纹边缘毛刺粘铝。（2）再制造：①铣除裂纹区3mm深；②激光熔覆Co基合金，硬度HRC52，耐疲劳；③熔覆后530℃×3h去应力；④精铣型腔，电火花皮纹恢复原厂纹理；⑤整体涂覆CrAlN3μm，降低粘模；⑥冷却水道内插螺旋翅片，提高换热20%，缩短冷却时间5s。（3）验证：①热疲劳试验：650℃←→20℃水冷，2000次无裂纹；②生产试模：连续生产5000件，飞边<0.05mm，冷却时间缩短5s，铸件无拉伤；③寿命预测：按Miner法则，修复区热疲劳寿命提高3倍，模具整体寿命由2万提升至6万次。八、绘图与识图（共20分）50.根据提供的模具三维截面图（图号M-2026-05），完成以下任务：（1）在图中标出冷却水道与型腔最小距离，并判断是否存在“热节”；（2）绘出改进后的水道布置图，使型腔表面温差≤±5℃；（3）写出改进后水道长度、直径、流速及雷诺数。答案：（1）原图最小壁厚7mm，位于浇口侧，热节明显；（2）改进：增设点冷管Φ6mm，距型腔12mm，串联原Φ12mm主水道，形成并联网络；（3）主水道长580mm，点冷管长120mm，流速2m/s，Re=2.4×10⁴，湍流充分，温差实测±4℃。九、安全与环保（共10分）51.简述模具激光熔覆过程中产生烟尘的治理措施，并给出排放浓度限值。答案：措施：（1）密闭房体，负压-50Pa；（2）选用滤筒+HEPA二级过滤，过滤精度0.3μ