熱處理變（biàn）形是模（mó）具處理過程的主要缺陷，精密複雜模具常（cháng）因熱處理變形而報廢，控製精密複雜（zá）模具的變形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。

模具在在淬火過程中，由於模具（jù）截麵各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差，使得模具截麵各部分體積脹（zhàng）縮（suō）不均勻（yún），組織轉變的不（bú）均勻（yún），從而引起“組織應力”和模具（jù）內（nèi）外（wài）溫差所引起的熱應力。當其（qí）內應力超過模具（jù）的屈服極限時,就會引起模具的變形或者碎裂！

一、模具材料的影響（xiǎng）

1．模具材質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複（fù）雜模具，模（mó）具都帶有￠60mm圓（yuán）孔，模具熱處理後，部分模（mó）具圓孔出現橢圓，造成（chéng）模具報廢。

一般來（lái）說Cr12MoV鋼是微（wēi）變形鋼，不（bú）應該出現較大變形。對（duì）變形嚴重（chóng）的（de）模具進行金相分析發現，模具鋼中含有大（dà）量共（gòng）晶碳化物，且呈帶狀和塊狀（zhuàng）分布。

（1）模具橢圓（變（biàn）形）產生的原因這（zhè）是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻（yún）碳化物的存在，碳化（huà）物的膨脹係數比鋼（gāng）的基體組織小３０％左右，加（jiā）熱時它阻止模（mó）具內孔膨脹，冷（lěng）卻時（shí）又阻止模（mó）具內孔收（shōu）縮，使模具內孔發（fā）生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精（jīng）密複雜模具時，要盡（jìn）量選擇碳（tàn）化物偏（piān）析（xī）較小的模具鋼，不要圖便宜（yí），選用小鋼廠生產（chǎn）的（de）材質較差鋼材。②對存（cún）在碳化物嚴重偏析的（de）模（mó）具鋼要進（jìn）行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級（jí），消除性能的各向異性。③對鍛（duàn）後的模具鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精（jīng）密複雜模具熱處理後的變形。④對於尺（chǐ）寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少（shǎo）模具熱（rè）處理變形的目的。

2．模具的選材

製造精密複雜、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。

二、模（mó）具結構設計（jì）的影響

即使模具選材（cái）和鋼的材（cái）質都很好（hǎo），但是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易造成模具熱處理後變（biàn）形較大。

1、變形（xíng）的原因

由於模具各處厚薄不均或（huò）存在尖銳圓角，因此（cǐ）在淬火時引起模具各部（bù）位之間的熱應（yīng）力和組織應力的不同，導致各部位體積膨脹的不同，使模具淬（cuì）火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的厚薄交（jiāo）界（jiè）處，盡可能采用（yòng）平滑過渡等結構設計（jì）。根據模具的變形規律，預留加工餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別複雜的（de）模具，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結構。

三、熱（rè）處理加熱工藝的（de）影（yǐng）響

1、加熱速度的影（yǐng）響（xiǎng）

模具熱處理後的變形一般都認為是冷卻造成的，這是不正（zhèng）確的。模具特別是複雜模具，加工（gōng）工藝的正確與否對模具的變形往往產生較大的影響，對一些模具加熱工藝的對比可明顯看出，加熱速度較（jiào）快，往往產生較大的變形。

任何金屬加熱時都要膨脹，由於鋼在（zài）加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不（bú）均（即加熱的不均勻）就必（bì）然會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形（xíng）成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫（wēn）度，不（bú）均勻的加熱（rè）主要產生熱應力，超過相變溫度加熱（rè）不均勻，還會產生組（zǔ）織轉變的不等時（shí）性，既產生組織應力。因此（cǐ）加熱速度越（yuè）快（kuài），模具表（biǎo）麵與（yǔ）心部的溫度（dù）差別越大，應力也越（yuè）大，模具熱處理後產生的變形也越大（dà）。

對複雜模具在相變點以下加（jiā）熱時（shí）應（yīng）緩慢加熱，一般來說，模具真（zhēn）空熱處理變形要比鹽浴（yù）爐加熱淬火小得多。采用預熱，對於（yú）低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）；對於（yú）高合金剛模具應采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加（jiā）熱溫度的影響（xiǎng）

一些廠家為了保證模具（jù）達到較高硬度，認（rèn）為需提高淬火加熱（rè）溫度。但是生產實踐表明，這種做法是不恰當的，對於複雜模具，同樣是（shì）采用正常的加（jiā）熱溫度下進行加熱淬火，在允許的上限溫度加熱後的熱處理變形要比（bǐ）在允許的下限溫度加熱的熱處理變形大（dà）得多。

四、殘留奧氏體（tǐ）的影（yǐng）響

一些高合金模具（jù）鋼，如Cr12MoV鋼（gāng）模具在淬火和低溫回火後，模具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因（yīn）為模具淬火後（hòu）殘留（liú）奧氏體量過（guò）多而引起的。

1、變形原因

因合金（jīn）鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含有大量（liàng）殘留奧（ào）氏體，鋼中各種組織（zhī）有不同的比體積，奧氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具淬火低溫回（huí）火後（hòu）體積（jī）發生縮小的（de）主要原因（yīn）。鋼的各（gè）種組織的比體（tǐ）積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏（shì）體-珠光體-奧氏體（tǐ）

2、預防措（cuò）施

（1）適當降低淬火溫度。正如前麵（miàn）敘（xù）述過的淬火（huǒ）加熱（rè）溫（wēn）度越高（gāo），殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬火加熱溫度是減少模具（jù）縮小（xiǎo）的重要措施。一般在（zài）保證模具技術要求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當（dāng）降低模具的淬（cuì）火加熱溫度。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模具淬（cuì）火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量（liàng）少了一半，所以在保證模具技術要求的前（qián）提下，應適當提高回火溫度。生產實踐（jiàn）表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最（zuì）小，而硬度降（jiàng）低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷（lěng）處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也是減少（shǎo）模具變形（xíng）、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精密複雜模具一般應采用深冷（lěng）處理。

結（jié）論：

精密複雜模具的變形原因往往（wǎng）是複雜的，但是（shì）我們隻要掌握（wò）其變形規律，分析其產生的原因，采用不同的方法進行預防模具的變形是能夠減（jiǎn）少（shǎo）的，也是能夠控製的。一般來說（shuō），對精密複雜模具的熱處理變形可采取一下方法預防。

（1）合理選材。對精密複雜模應選擇材質好的微變形模（mó）具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造（zào）並進行調質熱處理，對較（jiào）大和無法鍛造模具（jù）鋼（gāng）可進行固溶雙細化熱處理。

（2）模具結構設計要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對稱，對於變形較大模具要掌握變形規（guī）律，預留加工（gōng）餘量，對於（yú）大型（xíng）、精密複雜（zá）模具可（kě）采用組合結構。

（3）精（jīng）密複雜模具要進行（háng）預先（xiān）熱處理，消除機械加工過程中產生的殘餘應力。

（4）合理選擇加熱溫度，控製（zhì）加熱速度（dù），對於精密（mì）複雜模具可采取緩慢加熱、預熱和其他均衡（héng）加熱的方法來減少模具熱處（chù）理變形。

（5）在保證模具硬度的前提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

（6）對精密複（fù）雜模具，在條件許可的情況下，盡（jìn）量采用真空加熱淬火和淬火（huǒ）後的深冷處理（lǐ）。

（7）對一些精密複雜的（de）模具（jù）可采用預先熱處（chù）理、時效熱處理、調質氮化熱處理（lǐ）來控（kòng）製模（mó）具的精度。

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜（yí）的加熱方法、正確選擇模具的冷卻（què）方向和在冷（lěng）卻（què）介質中的運（yùn）動方向（xiàng）等）和合理的（de）回火熱處理工藝也是減少精密複雜模具變形的（de）有效措施。

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