《模具材料及热表处理方法选用》(共22页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上模具材料及热表处理方法选用课程教学设计方案2011年6月20日专心-专注-专业课程标准简表总学时60开课学期/学 时第二学期教材名称与编者模具材料及热、表处理方法选用教学目标：通过本课程的学习和训练，使学生具备以下知识-能力-素质：1.具备选用产品材料和模具材料的能力；2.分析材料加工工艺性能的基本能力；3.分析材料热处理工艺性能的基本能力；4.具备选用、合理安排热、表处理方法的能力；5.养成诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和较强的法律法规、安全、质量、效率、保密及环保意识，具有良好的职业道德素质。6.培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、

2、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力，具备较强的工作能力和可持续发展能力教学内容：1.材料的力学性能；2.铁碳合金相图及相变规律；3.钢铁材料及热、表处理方法知识；4.模具材料及热、表处理方法知识；5.有色金属与粉末冶金材料及热、表处理方法知识；6.非金属材料知识；7.金属热加工工艺知识；教学方法建议：项目教学法、案例教学法等宏观教学方法：项目教学法、工作过程引导法、微观教学方法：实验演示法、案例分析法、现场教学法教学资源要求：教材、教案、工艺手册、视频、多媒体课件、图片等学生已有的学习基础：模具专业导论、机械制图及建模、机构设计及制作教师应具备的能力：熟练掌握材料（金属、非金属）、模具材料

3、的性能，掌握模具结构及失效知识；具备材料热、表处理工艺知识及设计能力；具备一定教学经验。考核与评价：考核内容：教学内容所涉及的知识、技能水平、团队合作精神考核方式：学生自评、学生互评、教师考核相结合。分数组成：考勤：5%；随堂提问；10%；实验：10%;作业：20%；小论文：25%；期末考试：30%。一、 课程的教育目标通过本课程的学习和训练，使学生具备以下知识-能力-素质：1 成形产品材料和模具性能分析与评判的能力；2 选用钢铁材料及热处理方法选用的能力；3 非金属材料选用的能力；4 选用有色金属、粉末冶金材料及热表处理方法选用的能力；5 选用塑料材料的能力；6 选用模具材料及热表处理方法选

4、用的能力。二、课程的教学内容与建议学时序号学习模块学时建议教学形式备注1模具材料导论14案例教学法、试验教学法2冲压模具材料及热、表处理16案例教学法，学中做，做中学3塑料模具材料及热、表处理16案例教学法，学中做，做中学4压铸模具材料及热、表处理12案例教学法，学中做，做中学5锤锻模具材料及热、表处理2案例教学法，学中做，做中学合计60三、课程教学设计方案序号学习模块名称学习单元教学内容金属材料非金属材料热处理表面处理选材实验实训学生学习成果（具备的能力）学时1模块1模具材料导论1-1课程概论1模具材料在模具工业中的地位2热、表处理在模具工业的中地位3模具材料的发展状况4表面处理发展状况5本

5、课程的性质、目的和要求1.了解材料在模具工业中的地位及重要性1H1-2 材料力学性能1拉伸实验；强度：弹性极限、屈服极限、抗拉强度塑性：断面伸长率、断面收缩率2硬度：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度3冲击韧度：冲击实验、ak值4疲劳极限：对称弯曲疲劳极限-15材料高温力学性能1.拉伸试验2.硬度试验2.掌握产品材料和模具材料性能分析3H1-3金属热加工工艺的基础知识1铸造的特点。2合金的铸造性能。3砂型铸造的工艺过程；4 特种铸造方法。5铸造工艺性。6了解塑性成形的特点；7熟悉自由锻的工艺过程；8熟悉模锻的工艺过程；9熟悉板料冲压的特点及基本工序3零件毛坯的铸造成形方法4零件毛坯的塑性成形方法8H

6、2学习模块2冲压模具材料及热、表处理2-1金属材料导论1.纯铁的同素异构转变特性；2.鉄碳合金的基本组织；3.铁碳合金相图；4.铁碳合金的分类；5.碳钢的分类及应用；6.铸铁的分类及应用；7.普通热处理工艺。1.铁碳相图2.铁碳合金牌号、性能1.普通热处理（退火、正火、回火及淬火）的原理2.简单热处理工艺制订1冲压模具结构零件的选材3晶相组织观察4. 热处理工艺全过程训练（1）5.铁碳全金相图及相变规律6.选用钢铁材料及热处理方法的能力8H2-2常用冲压材料性能介绍1.能正确分析常用冲压材料的特点；2.正确使用常用冲压材料。2-3冲压模具结构分析及模具零件失效分析1.常见冲压模具分类；2.典型

7、模具结构分析；3.模具零件失效分析；4.冲压模具零件的失效分析；5.零件力学性能分析。7.选用冲压模具零件材料及热、表处理工艺方法的能力2-4常用模具材料性能分析及热表处理选用1.具备模具零件的选用能力；2.具备模具零件热表处理选用的能力。3.合金钢牌号、性能3 .合金钢的热处理（与碳钢不同的知识点）1. 金属材料的表面处理（1）2冲压模具成型零件的选材4.热处理工艺全过程训练（2）8H3学习模块3塑料模具材料及热、表处理3-1塑料模具结构零件的选材及热、表处理1简要介绍塑料的工作过程及工作条件2分析塑料模常用的塑料原材料及对模具零件的影响3塑料模的各组成部分主要作用、常见失效形式及对材料的性

8、能要求3塑料模具结构零件的选材热处理工艺全过程训练（3）8.选用塑料材料的能力8H3-2塑料模具成型零件的选材及热、表处理1模具的工作条件及失效形式；2模具材料的性能要求、模具材料及热、表处理；3模具的选材及热、表处理实例4特殊性能钢1.非金属材料牌号与性能（热固型、热塑型）1. 金属材料的表面处理（2）4塑料模具成型零件的选材（注塑、压注、压缩）热处理工艺全过程训练（4）9.选用塑料模具零件材料及热、表处理工艺方法的能力8H4学习模块4压铸模具材料及热、表处理4-1 压铸模具材料导论1、有色金属和合金的种类2、压铸用有色合金的牌号、性能3、压铸用有色合金的成型工艺3、压铸件尺寸精度和表面技术

9、要求4、压铸件常见缺陷分析5、压铸用有色合金的应用5.有色金属材料4-2压铸模具结构零件的选材及热、表处理1、压铸模具结构零件的工作条件2、压铸模具结构零件的失效形式3、压铸模具结构零件材料的性能要求4、压铸模具结构零件材料选择原则5、压铸模具结构零件热处理工艺、设备的选用原则6、压铸模具结构零件热表处理案例5压铸模具结构零件的选材热处理工艺全过程训练（5）12H4-3压铸模具成型零件的选材及热、表处理1、压铸模具成型零件的工作条件2、压铸模具成型零件的失效形式3、压铸成型零件材料的性能要求4、压铸模具成型零件材料选择原则5、压铸模具成型零件热处理工艺、设备的选用1. 金属材料的表面处理（3）

10、6压铸模具成型零件的选材（铝合金、镁合金、锌合金）热处理工艺全过程训练（6）5学习模块5锤锻模材料及热表处理5-1锤锻模具零件的选材及热、表处理1模具的结构、工作原理、工作条件及失效形式；2模具材料的性能要求；3模具材料的选择及热、表处理；4模具的选材及热、表处理实例锤锻模用合金钢牌号、性能锤锻模用合金钢的热处理锤锻模具零件的选材热处理工艺全过程训练具备选用锤锻模具零件材料及热、表处理工艺方法的能力4H四、课程教学指南1）课程内容设计学习模块名称学习单元教学内容实验实训学生学习成果（具备的能力）学时模块1模具材料导论1-1课程概论1模具材料在模具工业中的地位；2热、表处理在模具工业的中地位；3

11、模具材料的发展状况；4表面处理发展状况；5本课程的性质、目的和要求。1.了解材料在模具工业中的地位及重要性1H1-2 材料力学性能1拉伸实验；强度：弹性极限、屈服极限、抗拉强度；塑性：断面伸长率、断面收缩率；2硬度：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度；3冲击韧度：冲击实验、ak值；4疲劳极限：对称弯曲疲劳极限-1；5材料高温力学性能。1.拉伸试验2.硬度试验2.掌握产品材料和模具材料性能分析3H(2H)1-3金属热加工工艺的基础知识1铸造的特点；2合金的铸造性能；3砂型铸造的工艺过程；4特种铸造方法；5铸造工艺性；6了解塑性成形的特点；7熟悉自由锻的工艺过程；8熟悉模锻的工艺过程；9熟悉板料冲压的特

12、点及基本工序。3零件毛坯的铸造成形方法4零件毛坯的塑性成形方法8H学习模块2冲压模具材料及热、表处理2-1金属材料导论1.纯铁的同素异构转变特性；2.鉄碳合金的基本组织；3.铁碳合金相图；4.铁碳合金的分类；5.碳钢的分类及应用；6.铸铁的分类及应用；7.普通热处理工艺。3.晶相组织观察4.热处理工艺全过程训练（1）5.铁碳全金相图及相变规律6.选用钢铁材料及热处理方法的能力6H2-2常用冲压材料性能介绍1.能正确分析常用冲压材料的特点；2.正确使用常用冲压材料。2H2-3冲压模具结构分析及模具零件失效分析1.常见冲压模具分类；2.典型模具结构分析；3.模具零件失效分析；4.冲压模具零件的失效

13、分析；5.零件力学性能分析。7.选用冲压模具零件材料及热、表处理工艺方法的能力4H2-4常用模具材料性能分析及热表处理选用1.具备模具零件的选用能力；2.具备模具零件热表处理选用的能力。4.热处理工艺全过程训练（2）4H学习模块3塑料模具材料及热、表处理3-1塑料模具结构零件的选材及热、表处理1典型塑料模具工作过程、原理及工作条件；2塑料模具结构零件的选材；3塑料模具结构零件的热处理工艺；4塑料模具结构零件的表面处理工艺；5塑料模具结构零件的常见失效形式及处理方法。热处理工艺全过程训练（3）8.选用塑料模具结构零件材料及编制热表处理工艺的能力8H3-2塑料模具成型零件的选材及热、表处理1塑料模

14、具成型零件的分类及用途；2塑料模具成型零件的选材及热处理工艺；3塑料模具成型零件的表面处理工艺；4塑料模具成型零件的常见失效形式及处理方法。热处理工艺全过程训练（4）9.选用塑料模具成型 零件材料及编制热表处理工艺的能力8H学习模块4压铸模具材料及热、表处理4-1 压铸模具材料导论1有色金属和合金的种类；2压铸用有色合金的牌号、性能；3压铸用有色合金的成型工艺；4压铸件尺寸精度和表面技术要求；5压铸件常见缺陷分析；6压铸用有色合金的应用。12H4-2压铸模具结构零件的选材及热、表处理1压铸模具结构零件的工作条件；2压铸模具结构零件的失效形式；3压铸模具结构零件材料的性能要求；4压铸模具结构零件

15、材料选择原则；5压铸模具结构零件热处理工艺、设备的选用原则；6压铸模具结构零件热表处理案例。热处理工艺全过程训练（5）4-3压铸模具成型零件的选材及热、表处理1压铸模具成型零件的工作条件；2压铸模具成型零件的失效形式；3压铸成型零件材料的性能要求；4压铸模具成型零件材料选择原则；5压铸模具成型零件热处理工艺、设备的选用。热处理工艺全过程训练（6）学习模块5锤锻模材料及热表处理5-1锤锻模具零件的选材及热、表处理1模具的结构、工作原理、工作条件及失效形式；2模具材料的性能要求；3模具材料的选择及热、表处理；4模具的选材及热、表处理实例。热处理工艺全过程训练具备选用锤锻模具零件材料及热、表处理工艺

16、方法的能力2H2.）能力训练项目设计编号能力训练项目名称能力训练亚项目拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式、手段及步骤结果（可展示）1材料的性能分析（包括组织观察和力学性能测试）1.1 材料性能与企业生产及人类生活能够运用材料力学性能的知识分析与企业生产及人类生活有关的案例1、材料的力学性能的分类2、材料的力学性能指标的含义通过案例教学、案例小组讨论的方式进行小组的汇报1.2 组织观察（45#钢和H13金相组织microstructure观察）1、能够制作金相试样2、能够使用金相显微镜3、能够分析材料的组织结1、 材料的组织与结构2、不同的热处理对组织的影响3、塑性变形对(材料组织的影响将班级

17、分成5个组，分别发放经制造（铸造、冷轧或热锻等加工后）、热处理（退火、淬火、调质处理后）45#钢和H13，观察组织有何不同，总结塑性变形和热处理对材料组织的影响能区分同种材料制造或热处理前后的金相组织图1.3 力学性能测试（45钢和H13力学性能测试）1、能够使用万能材料试验机()测试材料的力学性能2、能够分析组织对力学性能的影响1、塑性变形、热处理对材料力学性能的影响2、组织与性能的关系将以上5个组的试样分别进行拉伸、延伸率、弯曲、压缩等实验，各组分析总结冷热加工和热处理对材料力学性能的影响测试过程和试验报告1.4 硬度测试（45钢和H13钢硬度()能够使用硬度计（布洛维光学硬度计）对零件（

18、材料）进行硬度测试1、材料的硬度表示方法2、塑性变形对材料硬度的影响3、热处理对材料硬度的影响4、组织对硬度的影响以上各小组对2种45#钢和H13钢，进行硬度测试，各组分析总结冷热加工和热处理对材料硬度的影响测试过程和实验报告1.5 韧性测试45钢和H13钢韧性(toughness)能够使用冲击试验机对零件（材料）进行韧性测试1、材料的韧性表示方法2、热处理对材料韧性的影响3、不同的合金对韧性的影响以上各小组对2种45#钢和H13钢，进行韧性测试，各组分析总结热处理对材料韧性的影响测试过程和实验报告2鉄碳合金相图的分析（碳钢和铸铁的分类、相图与典型材料力学性能的关系）2.1碳钢()和铸铁（）的

19、分类1.能够通过分析相图说明碳钢和铸铁的成分2、能正确判断20#钢、45#钢、H11和H13钢在不同温度时的铁碳合金组织铁碳合金相图5个小组分别完成20#钢、45#钢、H11和H13钢在3种不同温度时的铁碳合金组织手工绘制金相图2.2相图与典型材料力学性能的关系1、能够分析20#钢、45#钢、H11和H13钢在以上不同温度时的力学性能2、能够根据上项分析相图与力学性能的关系1、合金组织与力学性能的关系2、力学性能与相互的关系5个小组分别20#钢、45#钢、H11和H13钢在3种温度时的力学性能，并能据此说明相图与力学性能的关系3种不同温度下4种材料的力学性能3材料的冷热成形工艺3.1铸造（ca

20、sting）1、能够理解铸造的特点；2、能够选用合适的方法进行铸铁、有色合金的铸造；3、能够分析铸铁和有色合金不同的铸造工艺性1、铸造的特点2、常用的铸造方法3、不同材料对铸造工艺性的影响5个小组分别分析HT150、QT500-7、锌合金、铝合金、镁合金的铸造方法及其铸造工艺性PPT汇报3.2 塑性变形1、能够析常用加工工艺如（自由锻、模锻、冲压）的塑性变形特点；2、能够通过分析45#钢在自由锻、模锻、冲压后的金相组织图来说明其不同的力学性能1、金属塑性变形的实质；2、自由锻工艺过程；3、模锻工艺过程；4、板料冲压。5个小组分别分析45#钢经过铸造、自由锻、模锻、冲压的金相组织及力学性能PPT

21、汇报4冷冲模具材料选用及热、表处理(selecting cold moulds matericai an heat treatment)4.1低碳钢的热处理制订能够制定低碳钢的常用热处理工艺路线。1、钢的表面热处理（渗碳）2、钢的普通热处理（淬火加低温回火）5个小组分别分析20#钢经过渗碳、淬火加低温回火后的金相组织及力学性能PPT汇报4.2中碳钢的热处理制定能够正确制定中碳钢的热处理工艺路线钢的普通热处理（淬火加高温回火）5个小组分别分析45#钢经过淬火加高温回火后的金相组织及力学性能PPT汇报4.3高碳钢的热处理制定能够正确制定高碳钢的热处理工艺路线钢的普通热处理（淬火加低温回火）5个小组

22、分别分析T10钢经过淬火加低温回火后的金相组织及力学性能PPT汇报44.4弹簧钢的热处理制定能够正确制定弹簧钢的热处理工艺路线钢的普通热处理（淬火加中温回火）5个小组分别分析16Mn钢经过淬火加中温回火后的金相组织及力学性能PPT汇报4.5中小批量单工位模具的结构零件选材及热表处理选用1、能够选用中小批量冲压模具结构零件的材料。2、能够正确制定中小批量冲压模具结构零件的热处理工艺路线1、常用模具零件材料2、中小批量冲压模具零件的失效形式3、常用中小批量冲压模具零件材料热表处理方式5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计。PPT汇报4.6大批量-多工位模具的结构零件选材及热表处

23、理选用1、能够选用大批量冲压模具结构零件的材料。2、能够正确制定大批量冲压模具结构零件的热处理工艺路线1、常用模具零件材料2、大批量冲压模具零件的失效形式3、常用大批量冲压模具零件材料热表处理方式5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计。PPT汇报5塑料模具材料选用及热、表处理(selecting plastic moules matercialand heat treatment)5.1壳件塑料注射模具结构零件材料的选用及热表处理1、能够根据注射模的使用要求为模具各零部件选取合适的材料及热处理2、能够根据注射模具的结构要求选取正确的表面处理方式1、注射模塑料产品的材料2、塑

24、料注射模具的工作条件及失效形式3、塑料注射模具材料的性能要求4、塑料注射模具结构零件材料及热表处理（以壳体压缩模具为例）5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计。PPT汇报5.2绝缘座塑压注模具结构零件材料的选用及热表处理1、能够根据压注模的使用要求为模具各零部件选取合适的材料及热处理2、能够根据压注模具的结构要求选取正确的表面处理方式1、注射模塑料产品的材料2、塑料注射模具的工作条件及失效形式3、塑料注射模具材料的性能要求4、塑料注射模具结构零件材料及热表处理（以绝缘座压注模具为例）5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计。PPT汇报5.3 壳体塑料压缩模

25、具结构零件材料的选用及热表处理1、能够根据压缩模具的使用要求为模具各零部件选取合适的材料及热处理2、能够根据压缩模具的结构要求选取正确的表面处理方式1、压缩模塑料产品的材料2、塑料压缩模具的工作条件及失效形式3、塑料压缩模具材料的性能要求4、塑料压缩模具结构零件材料及热表处理（以壳体压注模具为例）5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计PPT汇报6压铸模具材料选用及热、表处理(selecting casting moulds material and heat treatment)6.1 压铸模具导论1、熟悉有色金属和合金的牌号、性能2、熟悉压铸用有色合金的牌号、性能3、熟悉

26、压铸用有色合金的成型工艺4、熟悉有色合金压铸件的技术要求5、具备分析有色合金压铸件缺陷的能力1、有色金属及合金的种类、性能2、压铸用有色合金的牌号、性能3、压铸用有色合金的成型工艺（铝合金、锌合金、镁合金）4、压铸产品尺寸精度和表面技术要求5、典型压铸产品常见缺陷分析5个小组分别根据任务单和工作单完成相应任务PPT汇报6.2压铸模具结构材料选用与热表处理1、具备选用压铸模具结构零件材料的能力2、具备选用压铸模具结构零件材料热表处理工艺、设备的能力3、具备独立完成压铸模具结构零件热表处理工艺的能力1、压铸模具结构零件的工作条件2、压铸模具结构零件的失效形式3、压铸模具结构零件材料的性能要求4、压

27、铸模具结构零件材料选择原则5、压铸模具结构零件热处理工艺、设备的选用原则6、压铸模具结构零件热表处理案例5个小组分别选择5种模具结构零件的材料并完成热处理工艺设计，分析压铸产品常见缺陷。PPT汇报6.3压铸模具成型材料选用与热表处理1、具备选用压铸模具成型零件材料的能力2、具备选用压铸模具成型零件材料热表处理工艺、设备的能力3、具备独立完成压铸模具成型零件热表处理工艺的能力1、压铸模具成型零件的工作条件2、压铸模具成型零件的失效形式3、压铸模具成型零件材料的性能要求4、压铸模具成型零件材料选择原则5、压铸模具成型零件热处理工艺、设备的选用原则6、压铸模具成型零件热表处理案例5个小组分别选择5种模具成型零件的材料并完成热处理工艺设计，分析压铸产品常见缺陷。PPT汇报