一.模具材料對熱處理變形的影響

材（cái）料對熱處（chù）理變（biàn）形的影響，包括鋼的化（huà）學成分（fèn）及原始組織兩方麵的影響（xiǎng）。

從材料本身來看，主要通過成分對淬透性、Ms點等（děng）的影響而影響熱處理變（biàn）形。

碳素工具鋼在正（zhèng）常淬（cuì）火溫度（dù）進行水-油雙（shuāng）液淬火時，在Ms點以上產生很大的熱（rè）應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向（xiàng）馬氏體轉變，產生（shēng）組織應（yīng）力，但由於碳素（sù）工具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不大（dà）。加上（shàng）其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑性已經很差，不易發生塑性變形，因此，就保留了熱應力作用（yòng）所造成的變形特征，模具型腔趨向收縮。但（dàn）若淬火溫度提高（>850℃），也可能（néng）因組織應力起主導作（zuò）用（yòng），而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低合金工具鋼製作模具（jù）時，其淬火變形規律與碳素工具（jù）鋼相似，但變形量要比碳素工（gōng）具鋼要小。

對於一些高合金鋼，如（rú）Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金（jīn）元素含量較高，Ms點較低，因而淬火後有（yǒu）較多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體而致的體（tǐ）積膨脹有抵消作用（yòng），因此，淬火後的（de）變形就相（xiàng）當小，一般用空冷（lěng）、風冷、硝鹽浴淬（cuì）火時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火溫度過高，則殘餘奧氏體（tǐ）量增加，型腔也（yě）可能縮小。

若用碳素結構鋼（gāng）（如45鋼）或某些合金（jīn）結構鋼（如（rú）40Cr）製作模具（jù），則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度較低，有一定的（de）塑性，表麵對（duì）心部的瞬時拉伸組織應力，易於超過心部的屈服強度而使型腔趨（qū）向脹大。

高（gāo）碳高合（hé）金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火變形的影響特（tè）別明（míng）顯。由於碳化物（wù）偏（piān）析造成鋼加熱至奧氏（shì）體狀態後的成分不均勻性，因而，不同區域的Ms點就（jiù）會有高有低。在（zài）同樣冷卻條件下，奧氏體向馬（mǎ）氏體轉變就有先有後（hòu），轉變後的馬氏體就因含碳量不同而比容有（yǒu）大有小，甚至有一些低碳、低合金（jīn）區域可能根（gēn）本得不到馬氏體（tǐ）（而得到（dào）貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零件淬火後的不均勻變形。

此外，最終熱處理之前（qián）的組織狀態對變形也有一定的影響，例如，原始組（zǔ）織為球（qiú）狀（zhuàng）珠光體的就（jiù）比片狀珠光體的在淬（cuì）火後（hòu）變形傾向要小。所以變形（xíng）要求嚴格的模具，常在粗（cū）加工後先進行一次調質（zhì）處理，然（rán）後再進行精加工及（jí）最終熱處理。

二.模具幾何形狀（zhuàng）對（duì）變形的影響

模具幾何形（xíng）狀對熱處理變（biàn）形的影響，實際上仍是通過熱應力、組織（zhī）應（yīng）力來起作用的。由於模具的形狀是（shì）多種多樣的（de），要從中（zhōng）總（zǒng）結出（chū）確（què）切的（de）變形規律，目前還很困難。

對於對稱型的模具（jù），可根據（jù）型腔尺寸、外形尺寸及高度來考慮型腔的變（biàn）形傾向。當模具的壁薄、高度小時，則較易於淬透，這時有可能是組（zǔ）織應力起（qǐ）主導作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高度大，則不易淬（cuì）透，此時可能是熱應力起（qǐ）主導作用，因此（cǐ），型腔常趨向（xiàng）縮（suō）小。這裏（lǐ）所說的是一般趨勢（shì），在生產實踐中（zhōng），還須結合零件的具體形狀，所（suǒ）采用的鋼（gāng）種及熱（rè）處理工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總結出（chū）經驗來。由於實際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要的工作尺寸，且變形後還可通過磨削加工等加以（yǐ）校（xiào）正，所以上麵分析的主要（yào）是型腔的變形趨（qū）勢。

對於（yú）不對稱的模具的變形，同樣也是熱（rè）應（yīng）力、組織應力綜合作用的結果。例如，對薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時內外溫差小，因（yīn）而熱應力小；但容易淬透，組織應力較大，所以變形趨向於型腔脹大（dà）。

為了減小模具的變形，熱處理部門應與（yǔ）模具設計部門共（gòng）同（tóng）研究，改善模具設計，如盡可能避免截麵大小相差懸殊的模具結構、模具形狀力求對稱、複雜模（mó）具用拚合（hé）結構等。

當不能改變模（mó）具形狀時，為了減小變形，還可以采取一些其（qí）它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各部分（fèn）得以均勻冷卻；此外，也可以輔助以各種強製措施，以限製零（líng）件的淬火（huǒ）變形。例如，增加工藝孔，就是使各部分均勻冷卻的一個措（cuò）施，即在模具某些部分開孔，使模具各個部分得以均勻地冷卻（què）以減小變形。也可（kě）在淬火後（hòu）容易脹大的模具外圍用石棉包住（zhù），以增大內孔與外層的冷卻差（chà）異（yì），使型腔收縮。在模具（jù）上留筋或加筋是減少變形的又一種強（qiáng）製措（cuò）施，它（tā）特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小的模具。

三.熱處理工藝對模（mó）具變形的影響

1.加熱速度（dù）的影響

一般來說，淬火（huǒ）加熱時（shí），加熱速度越快，則模（mó）具中產（chǎn）生的熱應力越大，易於造成模具的（de）變形開裂，尤其對（duì）於合（hé）金鋼及（jí）高合金鋼，因其導熱性差，尤需注意進行（háng）預熱，對於（yú）一些形狀複雜的高合金（jīn）模具，還需采取多次分級（jí）預熱。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形，這時僅（jǐn）加（jiā）熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應地減少了組織（zhī）應力和熱應（yīng）力，且心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工（gōng）廠經驗，用於（yú）解（jiě）決孔距變形方麵有一定效果（guǒ）。

2.加熱溫度的影（yǐng）響

淬火（huǒ）加熱溫度的高（gāo）低影響材料的淬透性，同時對奧氏體（tǐ）的成分與晶粒大（dà）小（xiǎo）起作用。從淬透性方麵看，加熱溫度高，將使（shǐ）熱應力增大，但同時使淬透（tòu）性增高，因此組織應力也（yě）增大，並逐漸占主導地（dì）位。