2026年鑄造模具維修工崗位實(shí)操考核試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.當(dāng)H13熱作模具鋼出現(xiàn)早期龜裂，最優(yōu)先的修復(fù)順序是A.直接補(bǔ)焊→打磨→拋光B.判定裂紋深度→開(kāi)坡口→預(yù)熱→補(bǔ)焊→回火→精修C.局部激光熔覆→CNC精銑→電火花皮紋D.膠補(bǔ)→手工刮研→噴砂去應(yīng)力答案：B解析：熱作模具早期龜裂必須首先判定裂紋是否貫穿，防止缺陷擴(kuò)展；預(yù)熱與焊后回火可消除焊接殘余應(yīng)力，避免二次開(kāi)裂。2.使用真空淬火后的SKD61滑塊出現(xiàn)0.08mm整體變形，最佳矯正方案為A.室溫油壓機(jī)冷矯B.530℃熱矯+保壓緩冷C.深冷-180℃后熱矯D.激光沖擊波矯形答案：B解析：530℃位于SKD61第一類回火脆性區(qū)以下，既保證屈服強(qiáng)度下降利于矯形，又不會(huì)引起新的組織變化；保壓緩冷可防回彈。3.在壓鑄模排氣片電火花加工中，電極損耗突然增大，最可能的原因是A.極性接反B.工作液電導(dǎo)率升高C.抬刀速度過(guò)快D.脈沖間隔過(guò)大答案：A解析：紫銅電極加工鋼件應(yīng)選“正極性”，若極性接反，電極成為陽(yáng)極，損耗急劇上升。4.模具冷卻水道內(nèi)壁出現(xiàn)0.5mm均勻腐蝕坑，最經(jīng)濟(jì)有效的再制造技術(shù)是A.拆卸后鍍硬鉻B.內(nèi)孔激光熔覆+珩磨C.高分子導(dǎo)流套鑲套D.化學(xué)鍍Ni-P+封孔答案：D解析：化學(xué)鍍Ni-P可在復(fù)雜內(nèi)表面獲得均勻鍍層，硬度可達(dá)HV600，耐蝕優(yōu)于鍍鉻，且無(wú)需外電源，工時(shí)短。5.當(dāng)壓射沖頭與料筒間隙由0.15mm增至0.35mm時(shí)，鋁液回流造成的缺陷主要是A.冷隔B.流痕C.氣孔D.飛邊答案：C解析：間隙增大導(dǎo)致鋁液包氣回流，卷入型腔形成氣孔；飛邊是分型面問(wèn)題，冷隔與流痕與溫度相關(guān)。6.對(duì)大型鑄造模具進(jìn)行FEM變形預(yù)測(cè)時(shí)，網(wǎng)格尺寸一般取A.1mmB.5mmC.15mmD.30mm答案：C解析：15mm可在計(jì)算精度與耗時(shí)之間取得平衡；1mm網(wǎng)格數(shù)量級(jí)達(dá)千萬(wàn)，普通工作站無(wú)法完成。7.采用氬弧焊修復(fù)718HH型腔面時(shí)，焊絲選擇應(yīng)優(yōu)先考慮A.ER308LB.ERNiCr-3C.ER410D.ER420答案：B解析：718HH為時(shí)效硬化鎳基合金，ERNiCr-3匹配其成分，抗裂性好；不銹鋼焊絲易生成硬脆馬氏體。8.模具表面TD滲釩層厚度為12μm，使用30min后出現(xiàn)局部剝落，首要檢查A.基體硬度B.滲層碳勢(shì)C.表面粗糙度RaD.升溫速率答案：A解析：基體硬度低于HRC48時(shí)，滲層與基體硬度梯度大，支撐不足導(dǎo)致剝落。9.在激光熔覆Co基合金時(shí)，出現(xiàn)“球化”缺陷，調(diào)整策略為A.提高掃描速度B.降低送粉量C.減小光斑直徑D.增加基板預(yù)熱溫度答案：D解析：球化源于熔池冷卻過(guò)快、表面張力大；基板預(yù)熱200℃可延長(zhǎng)熔池壽命，降低溫度梯度。10.對(duì)壓鑄?；瑝K導(dǎo)軌實(shí)施自潤(rùn)滑改造，最優(yōu)的固體潤(rùn)滑劑鑲嵌方式A.整條油溝鑲嵌石墨條B.點(diǎn)陣式鑲嵌MoS?+石墨復(fù)合柱C.導(dǎo)軌表面噴涂PTFED.激光織構(gòu)+浸油答案：B解析：點(diǎn)陣式鑲嵌既保留導(dǎo)軌強(qiáng)度，又形成持續(xù)潤(rùn)滑膜；PTFE噴涂在高壓下易脫落。二、判斷題（每題1分，共10分）11.模具氮化后表面出現(xiàn)“亮帶”說(shuō)明滲層過(guò)厚，必須返工。答案：×解析：亮帶為ε相富氮層，厚度10μm以內(nèi)可接受，僅當(dāng)伴隨脆性裂紋才需返工。12.使用超聲沖擊對(duì)焊縫進(jìn)行后處理可提高疲勞壽命約3～5倍。答案：√解析：超聲沖擊引入殘余壓應(yīng)力，降低焊趾應(yīng)力集中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持3～5倍提升。13.對(duì)壓鑄模冷卻水道做螺旋內(nèi)插翅片會(huì)降低流速，從而削弱換熱。答案：×解析：螺旋翅片增加湍流度，雷諾數(shù)增大，換熱系數(shù)反而提高20%～40%。14.電火花加工表面白層硬度高，可直接作為最終工作面。答案：×解析：白層為二次淬火馬氏體+殘余奧氏體，脆性大，必須打磨0.02mm以上去除。15.模具激光熔覆層出現(xiàn)微裂紋，采用TIG重熔可完全消除。答案：×解析：TIG重熔熱輸入大，易使熔覆層與基體再次拉裂；應(yīng)改用激光重熔或冷噴涂。16.當(dāng)壓射速度超過(guò)6m/s時(shí)，沖頭必須使用陶瓷顆粒增強(qiáng)鑄鐵。答案：√解析：高速下熱疲勞劇烈，陶瓷顆粒增強(qiáng)鑄鐵導(dǎo)熱低、紅硬性好，壽命提高2倍。17.對(duì)大型模具進(jìn)行應(yīng)力回火時(shí)，升溫速度超過(guò)50℃/h會(huì)導(dǎo)致二次變形。答案：√解析：升溫過(guò)快，厚度方向溫差大，熱應(yīng)力疊加殘余應(yīng)力，產(chǎn)生塑性變形。18.模具表面噴涂CrAlN涂層后，干摩擦系數(shù)可降低至0.1以下。答案：√解析：CrAlN在高溫下生成潤(rùn)滑性氧化膜，摩擦系數(shù)0.08～0.1。19.采用真空擴(kuò)散焊修復(fù)模具裂紋，焊前粗糙度Ra需低于0.4μm。答案：√解析：粗糙度大阻礙原子擴(kuò)散，接頭強(qiáng)度下降30%以上。20.在模具激光淬火中，搭接率50%可獲得最佳殘余壓應(yīng)力分布。答案：×解析：搭接率30%～40%即可，50%導(dǎo)致回火軟化，殘余壓應(yīng)力反而降低。三、填空題（每空1分，共20分）21.熱作模具鋼回火二次硬化的主要析出相為_(kāi)_______。答案：M?C22.當(dāng)壓鑄模型腔表面溫度超過(guò)________℃時(shí)，H13鋼開(kāi)始發(fā)生熱裂紋形核。答案：65023.電火花加工中，若脈沖寬度由20μs增至50μs，電極相對(duì)損耗將________。答案：減小24.模具激光熔覆常用自熔性合金粉末粒度為_(kāi)_______目。答案：150～32525.采用________檢測(cè)法可快速判定模具表面是否殘留奧氏體。答案：鐵素體儀（磁飽和法）26.對(duì)冷卻水道進(jìn)行內(nèi)孔滾壓后，表面粗糙度Ra可由6.3μm降至________μm。答案：0.427.在壓射缸內(nèi)壁噴涂________涂層可顯著降低鋁液粘附。答案：TiB?28.模具氮化前需去除鈍化膜，常用________溶液進(jìn)行活化。答案：鹽酸+緩蝕劑29.當(dāng)模具整體變形量超過(guò)________mm/m時(shí)，必須采用熱矯。答案：0.330.采用________工藝可在模具表面獲得梯度納米結(jié)構(gòu)，提高疲勞壽命。答案：超聲滾壓31.對(duì)大型模具進(jìn)行應(yīng)力回火時(shí)，保溫時(shí)間按最大壁厚每25mm保溫________小時(shí)計(jì)算。答案：132.模具激光熔覆層與基體結(jié)合強(qiáng)度通常要求大于________MPa。答案：60033.在壓鑄模排氣通道中設(shè)置________可阻止鋁液噴濺。答案：迷宮擋板34.模具表面TD滲釩溫度一般控制在________℃。答案：950～100035.采用________冷卻方式可使壓鑄模型腔表面溫度波動(dòng)降至±5℃。答案：點(diǎn)冷+高壓水（5MPa）36.模具激光淬火后，表面殘余壓應(yīng)力可達(dá)________MPa量級(jí)。答案：-80037.對(duì)718HH模具進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度通常選________℃。答案：51038.在模具維修中，________焊絲最適合焊接灰鑄鐵裂紋。答案：Z408（鎳鐵型）39.模具表面噴涂CrAlN涂層厚度超過(guò)________μm時(shí)，易出現(xiàn)剝落。答案：540.采用________方法可在模具表面制備超疏水結(jié)構(gòu)，防止粘模。答案：飛秒激光織構(gòu)+氟硅烷修飾四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）41.簡(jiǎn)述大型壓鑄模熱裂紋的“焊前止裂孔”設(shè)計(jì)原則及實(shí)施步驟。答案：（1）止裂孔位置：裂紋前端5～8mm處，孔徑Φ2～3mm，深度超過(guò)裂紋深2mm；（2）鉆孔方向：與裂紋面垂直，防止裂紋偏轉(zhuǎn)；（3）孔壁粗糙度Ra≤1.6μm，避免應(yīng)力集中；（4）鉆孔后采用磁粉檢測(cè)確認(rèn)裂紋已止；（5）止裂孔在補(bǔ)焊后可用同材質(zhì)銷釘封焊并磨平，恢復(fù)強(qiáng)度。42.說(shuō)明模具冷卻水道化學(xué)鍍Ni-P后出現(xiàn)點(diǎn)蝕的三種主要原因及對(duì)策。答案：原因1：鍍液磷含量過(guò)低（<8%），鍍層非晶化不足，耐蝕下降；對(duì)策：調(diào)整鍍液pH=4.8～5.0，磷含量10%～12%。原因2：鍍后未進(jìn)行400℃×1h熱處理，孔隙率高；對(duì)策：鍍后熱處理，使孔隙率<0.1%。原因3：水道殘留Cl?>50ppm，誘發(fā)點(diǎn)蝕；對(duì)策：鍍前用去離子水沖洗，鍍后采用硅烷封孔。43.闡述激光熔覆Co基合金層出現(xiàn)“氣孔”缺陷的機(jī)理及工藝優(yōu)化路徑。答案：機(jī)理：粉末吸附水分+保護(hù)氣湍流卷入+基體表面氧化膜，熔池快速凝固氣體未逸出。優(yōu)化路徑：（1）粉末120℃真空烘干2h；（2）采用側(cè)向送粉，氬氣流量降至8L/min，減少湍流；（3）基體表面用丙酮超聲清洗后，激光預(yù)掃去除氧化膜；（4）激光功率降低10%，掃描速度降低15%，延長(zhǎng)熔池壽命；（5）層間重熔30%，使氣泡上浮。五、計(jì)算題（每題15分，共30分）44.某H13鋼壓鑄模型腔最大壁厚80mm，初始溫度20℃，淬火后表面測(cè)得殘余拉應(yīng)力+180MPa，需回火消除。已知回火溫度580℃，保溫后表面轉(zhuǎn)為殘余壓應(yīng)力-90MPa，求：（1）回火保溫時(shí)間；（2）若采用650℃回火，保溫時(shí)間縮短多少？（已知H13回火參數(shù)P=T(20+logt)×10?3，P=19.3時(shí)應(yīng)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，說(shuō)明580℃無(wú)法達(dá)到95%消除率，需調(diào)整目標(biāo)）。修正：實(shí)際工程以壁厚每25mm保溫1h，80mm保溫3.2h即可滿足應(yīng)力消除80%以上。（2）650℃：P=19.3→t=10^(19.3/0.65-20)=0.9h，時(shí)間縮短約2.3h。45.某冷卻水道直徑Φ12mm，原換熱系數(shù)h=3000W/(m2·K)，現(xiàn)內(nèi)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?lián)Q熱系數(shù)h′。已知Dittus-Boelter公式Nu=0.023Re?·?Pr?·?，水Pr=7，λ=0.6W/(m·K)。答案：Re=ρvD/μ=1000×2.5×0.012/0.001=3×10?Nu=0.023×(3×10?)?·?×7?·?=0.023×3740×2.18=187h′=Nu·λ/D=187×0.6/0.012=9350W/(m2·K)考慮翅片擾流再提高1.8倍：h′=9350×1.8=16830W/(m2·K)。六、實(shí)操題（共90分）46.裂紋修復(fù)（30分）工件：H13鋼壓鑄模型腔，裂紋長(zhǎng)60mm，深4mm，位于熱節(jié)點(diǎn)。要求：（1）制定完整修復(fù)工藝卡（含設(shè)備、參數(shù)、檢驗(yàn)）；（2）現(xiàn)場(chǎng)完成坡口制備、預(yù)熱、補(bǔ)焊、回火、探傷、硬度測(cè)試；（3）焊后型腔面粗糙度Ra≤0.8μm，硬度HRC46±2，無(wú)裂紋、氣孔。答案：工藝卡：設(shè)備：WSM-400氬弧焊機(jī)、履帶式加熱器、FLIR紅外測(cè)溫儀、MT探傷儀、TH320洛氏硬度計(jì)。參數(shù)：坡口60°V型，根部2mm；預(yù)熱300℃，層間溫度≤350℃；焊絲ER80S-B2，Φ2.4mm，電流90A，電壓12V，氬氣12L/min；焊后立即530℃×3h回火；MT探傷符合EN12902級(jí)；硬度測(cè)試三點(diǎn)均滿足。47.冷卻水道再制造（30分）工件：718HH模具，水道Φ14mm，內(nèi)壁均勻腐蝕0.3mm。要求：（1）采用化學(xué)鍍Ni-P，鍍層厚50±5μm；（2）鍍后封孔，耐中性鹽霧≥500h；（3）現(xiàn)場(chǎng)完成前處理、施鍍、熱處理、封孔、測(cè)厚、鹽霧試驗(yàn)。答案：步驟：（1）內(nèi)壁噴砂至Sa2.5，粗糙度Ra=1.6μm；（2）化學(xué)除油→酸洗→活化；（3）鍍液Ni2?=6g/L，NaH?PO?·H?O=30g/L，pH=4.9，溫度88℃，施鍍2.5h；（4）鍍后400℃×1h熱處理，爐冷；（5）硅烷封孔，膜厚1μm；（6）測(cè)厚三點(diǎn)均55μm；鹽霧試驗(yàn)504h無(wú)銹點(diǎn)。48.激光熔覆實(shí)操（30分）工件：SKD61滑塊局部磨損2mm深，面積30mm×40mm。要求：（1）采用側(cè)向送粉激光熔覆Co基合金，熔覆層厚2.5mm；（2）熔覆層無(wú)裂紋、氣孔，稀釋率<5%，硬度HRC52±2；（3）現(xiàn)場(chǎng)完成編程、熔覆、重熔、探傷、硬度、磨削至尺寸。答案：參數(shù)：激光功率P=1200W，掃描速度v=8mm/s，送粉量12g/min，光斑2mm，搭接率35%，Ar保護(hù)15L/min；層間重熔30%，稀釋率4.2%；PT探傷無(wú)裂紋；硬度三點(diǎn)53、52、51HRC；磨削后尺寸+0.05mm，粗糙度Ra=0.4μm，符合圖紙。七、綜合案例分析（共50分）49.案例：某鋁鎂合金壓鑄模，生產(chǎn)2萬(wàn)次后，在澆口附近出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，伴隨飛邊增大0.15mm，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)8s，鑄件局部拉傷。任務(wù)：（1）分析失效機(jī)理；（2）提出再制造方案；（3）給出驗(yàn)證試驗(yàn)及壽命預(yù)測(cè)。答案：（1）機(jī)理：澆口區(qū)熱循環(huán)溫度600～680℃，H13鋼熱疲勞裂紋形核；飛邊增大因裂紋張開(kāi)，鋁液溢流；冷卻時(shí)間延長(zhǎng)因裂紋阻礙傳熱；拉傷為裂紋邊緣毛刺粘鋁。（2）再制造：①銑除裂紋區(qū)3mm深；②激光熔覆Co基合金，硬度HRC52，耐疲勞；③熔覆后530℃×3h去應(yīng)力；④精銑型腔，電火花皮紋恢復(fù)原廠紋理；⑤整體涂覆CrAlN3μm，降低粘模；⑥冷卻水道內(nèi)插螺旋翅片，提高換熱20%，縮短冷卻時(shí)間5s。（3）驗(yàn)證：①熱疲勞試驗(yàn)：650℃←→20℃水冷，2000次無(wú)裂紋；②生產(chǎn)試模：連續(xù)生產(chǎn)5000件，飛邊<0.05mm，冷卻時(shí)間縮短5s，鑄件無(wú)拉傷；③壽命預(yù)測(cè)：按Miner法則，修復(fù)區(qū)熱疲勞壽命提高3倍，模具整體壽命由2萬(wàn)提升至6萬(wàn)次。八、繪圖與識(shí)圖（共20分）50.根據(jù)提供的模具三維截面圖（圖號(hào)M-2026-05），完成以下任務(wù)：（1）在圖中標(biāo)出冷卻水道與型腔最小距離，并判斷是否存在“熱節(jié)”；（2）繪出改進(jìn)后的水道布置圖，使型腔表面溫差≤±5℃；（3）寫出改進(jìn)后水道長(zhǎng)度、直徑、流速及雷諾數(shù)。答案：（1）原圖最小壁厚7mm，位于澆口側(cè)，熱節(jié)明顯；（2）改進(jìn)：增設(shè)點(diǎn)冷管Φ6mm，距型腔12mm，串聯(lián)原Φ12mm主水道，形成并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；（3）主水道長(zhǎng)580mm，點(diǎn)冷管長(zhǎng)120mm，流速2m/s，Re=2.4×10?，湍流充分，溫差實(shí)測(cè)±4℃。九、安全與環(huán)保（共10分）51.簡(jiǎn)述模具激光熔覆過(guò)程中產(chǎn)生煙塵的治理措施，并給出排放濃度限值。答案：措施：（1）密閉房體，負(fù)壓-50Pa；（2）選用濾筒+HEPA二級(jí)過(guò)濾，過(guò)濾精度0.3μ