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

模（mó）具在（zài）在淬火過程中（zhōng），由於模具截麵各部（bù）分加熱（rè）和冷卻速度的不一致而引起的溫度（dù）差，使得（dé）模具截麵各部（bù）分（fèn）體積（jī）脹縮不（bú）均勻，組織轉變的不均勻，從而引起“組織應力”和模具內外（wài）溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模具（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（de）影響

1．模具材質的（de）影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具（jù）都帶（dài）有￠60mm圓孔，模具熱處理後，部分（fèn）模具圓孔出現橢圓，造成模具報廢。

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現較大（dà）變形。對變形（xíng）嚴重的模具進行（háng）金相分析發現（xiàn），模具鋼（gāng）中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變形（xíng））產生的原因（yīn）這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在，碳（tàn）化物（wù）的膨脹係數比鋼的基（jī）體組織小３０％左右，加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具（jù）內孔收縮，使模（mó）具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓（yuán）孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精密複（fù）雜模具時，要盡量選（xuǎn）擇碳（tàn）化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生（shēng）產的材（cái）質較差鋼材。②對存在（zài）碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均（jun1）勻分布（bù）的等級，消除性能的各向異性。③對鍛後的模具（jù）鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳（tàn）化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密複雜模具熱處理後的變形。④對於尺寸較大或無（wú）法鍛造的模具，可采用（yòng）固溶雙細化處理，使碳化（huà）物細化、分布均（jun1）勻，棱角圓（yuán）整化，可達到（dào）減少模具熱處（chù）理變形的目的。

2．模具的選材

製造精密複雜、要求（qiú）變形較（jiào）小（xiǎo）的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設計的影響

即使模具選材和鋼的材質都（dōu）很好，但是如果模具結構設計不（bú）合理，如薄邊、尖角、溝槽（cáo）、突變（biàn）的台階、厚薄（báo）懸殊等，也（yě）容易造成（chéng）模具熱處理後變形較大。

1、變形的（de）原（yuán）因

由於模具各（gè）處厚薄不均（jun1）或存在尖銳圓角，因此在淬火（huǒ）時引起模具各部位之間的熱應力和組織（zhī）應力的不同，導致各部位體積膨脹的不同，使模具淬火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿（mǎn）足實際生產（chǎn）需要的情況下，應盡（jìn）量減少（shǎo）模具厚薄（báo）懸殊，結構不（bú）對稱，在模具的（de）厚薄交界處，盡可能采（cǎi）用平滑過渡等結構（gòu）設（shè）計。根據（jù）模具的變形規（guī）律，預（yù）留加（jiā）工（gōng）餘量，在（zài）淬火後不致於因為模具（jù）變形而使模具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結構。

三、熱（rè）處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱（rè）處（chù）理後的變形一般都認為是冷（lěng）卻造成的，這是不正確的。模具特別是（shì）複雜模具，加工工（gōng）藝的正確與否對模具的變（biàn）形（xíng）往往產生較大的影（yǐng）響，對一些模具加熱（rè）工藝的對比可（kě）明顯看出，加熱（rè）速度較快，往往產生較大的變形。

任何金屬加熱時都要膨脹，由於（yú）鋼在加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不均（即加熱的（de）不均勻）就必然會造成模具內各部分的膨（péng）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度，不均勻的加熱（rè）主要（yào）產生熱應力，超過相變（biàn）溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變（biàn）的不等時性，既產生組織應力。因此加熱速（sù）度越快，模具表麵與心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也越大。

對複雜模具在相變點以下加熱（rè）時應緩（huǎn）慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采（cǎi）用預熱，對於低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采用（yòng）二（èr）次（cì）預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

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

四、殘留奧氏體的影響（xiǎng）

一些高合金模具鋼，如（rú）Cr12MoV鋼模具在（zài）淬火和低溫回火後，模具的長、寬、高皆發生縮小現（xiàn）象，這是因為模具淬火後（hòu）殘留奧氏體量過多而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（gāng）（如Cr12MoV鋼)淬火後含有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的（de）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火後體積發生縮小的主要原因。鋼的各種組織（zhī）的比體（tǐ）積按下列順序遞減：馬氏體-回（huí）火索氏體-珠光體（tǐ）-奧氏體

2、預防措（cuò）施

（1）適當降低淬火溫度。正如前麵敘述過的淬火加熱溫度越高（gāo），殘留奧氏體量越大，因此選（xuǎn）擇適當的淬火（huǒ）加（jiā）熱溫（wēn）度是減少模具縮小的重要（yào）措施。一般在保（bǎo）證模具技術要求（qiú）的情況下，要考（kǎo）慮模（mó）具的綜合性能，適當降低模（mó）具的淬火加熱溫（wēn）度。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模具淬火（huǒ）後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少（shǎo）了一半（bàn），所以在保證模具技術要求的前提下，應適當提高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼模具（jù）500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

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

結論：

精密複雜模（mó）具的變（biàn）形原因往往是複雜的（de），但是我（wǒ）們隻要掌握其變形規律，分析其產生（shēng）的原因，采用（yòng）不同的方法進行預防（fáng）模具的變形是能夠減少的（de），也是能夠控製的。一般來說，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具（jù）鋼（如空淬鋼），對碳（tàn）化物偏析嚴重的（de）模具（jù）鋼應（yīng）進行合理鍛造並進行調（diào）質（zhì）熱處理，對較大和無法（fǎ）鍛造模具（jù）鋼可進行固溶雙細化熱（rè）處理。

（2）模具結構設計要合（hé）理，厚薄不要太懸殊（shū），形狀要對稱，對於變形較大（dà）模具要掌握變形規律，預留加工餘（yú）量，對於大型、精密複雜模具可采用組合結構。

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

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

（5）在保證模具硬（yìng）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（jīng）密複雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用真（zhēn）空加熱淬火和淬火後的深冷（lěng）處理。

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

最後，正確的熱處理（lǐ）工藝（yì）操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介質中的運動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精密複雜模具（jù）變形的有效措（cuò）施。

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