一.模具（jù）材料（liào）對（duì）熱處理變形的（de）影響

材料對熱處理變形的影響，包括鋼（gāng）的化學成分及原始組織兩（liǎng）方麵的影（yǐng）響。

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

碳素工具鋼在正常淬火溫（wēn）度進行水-油（yóu）雙液淬火時，在Ms點以上產生很大的熱應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏（shì）體（tǐ）轉變，產生組織應力，但由於碳素工具鋼淬（cuì）透性差，所以組織應力的數值不大。加上其（qí）Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變（biàn）時，鋼的塑性已經很差，不易發生塑性變形（xíng），因此，就保留了（le）熱應力作用（yòng）所造（zào）成的變（biàn）形特征，模具型腔趨向收縮。但若淬（cuì）火溫（wēn）度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作用，而使（shǐ）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時，其淬火變（biàn）形規（guī）律與碳素工具鋼相似，但（dàn）變形量要比碳素工具鋼要小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元素含量較高（gāo），Ms點較（jiào）低，因而淬火後有較多的殘餘奧氏體，它對由於（yú）馬氏體而致的體積膨（péng）脹有（yǒu）抵消作用，因此，淬火後的變形就相當小，一般用空冷、風冷、硝鹽浴淬火時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火（huǒ）溫（wēn）度過高，則殘餘奧氏體量增加，型腔也可能縮小。

若用碳素結構鋼（如45鋼）或某些（xiē）合金結構（gòu）鋼（gāng）（如40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表（biǎo）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（dìng）的塑性，表麵對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向（xiàng）脹大。

高碳高合金鋼（如Cr12型鋼）中碳（tàn）化物偏析對淬火（huǒ）變（biàn）形的影響特別明顯（xiǎn）。由於碳化物偏析造成鋼加熱（rè）至奧氏體狀態後的成分不均勻性，因而，不同區域的（de）Ms點就會有高有低。在同樣冷卻條件下，奧氏體向馬氏體轉變就有（yǒu）先有後，轉（zhuǎn）變後（hòu）的馬氏體（tǐ）就因含碳量（liàng）不同而比容有大有小，甚至（zhì）有一些低碳、低合金區域可能（néng）根本得不到馬氏體（tǐ）（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零件（jiàn）淬火後的不均勻變形。

此外，最終熱處理之前的組織狀態對變形也有一定的影響（xiǎng），例如，原始組織為球狀珠光體的就比片狀珠光體的在淬火後變形傾向要小。所以變形要求嚴格的模（mó）具，常在粗加工後先進行一次調質處理，然後再進行精加工及最終熱處理。

二.模具幾何形狀對變形的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影（yǐng）響，實際上仍是通過熱應力（lì）、組織應力來起作用的。由（yóu）於模具的形狀是多種多樣的，要（yào）從中總結出確切的變形規律，目前還很困（kùn）難（nán）。

對於（yú）對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸及高度來考慮型腔的變形傾向。當模具（jù）的壁薄、高度小時，則較易於淬透，這時有可能是組織應力起主導作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高度大，則不易淬透，此時可能是（shì）熱（rè）應（yīng）力起主導作用，因此，型腔常趨（qū）向縮小（xiǎo）。這裏所說的是一般趨勢，在生產實踐中（zhōng），還須結合零件的具體形狀（zhuàng），所采用的鋼種及熱處理工藝等（děng）來加以考慮，通過實踐不斷總結出經（jīng）驗來。由於實際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要的（de）工作（zuò）尺（chǐ）寸，且變形後還可通過磨削加工等加以校正，所以上麵分析的主要是型腔（qiāng）的變（biàn）形趨勢。

對於不對稱的（de）模具的變形，同樣也（yě）是熱應（yīng）力、組織應（yīng）力（lì）綜合作用的結（jié）果（guǒ）。例如，對薄壁薄（báo）邊的模具，由於模壁（bì）薄，淬火時內外（wài）溫差小，因而熱應力小（xiǎo）；但容易（yì）淬透，組織應（yīng）力較大，所（suǒ）以變形（xíng）趨向於型腔脹大。

為了減（jiǎn）小模具的變（biàn）形，熱處理部門應與模具（jù）設計部門共同研究，改善模具設計，如（rú）盡可（kě）能避免截麵大小相（xiàng）差（chà）懸殊（shū）的模具結構、模具形（xíng）狀力求對稱、複雜模（mó）具用拚（pīn）合結構等。

當（dāng）不能改變模具形狀時，為了減小變形，還可（kě）以采取一些其它（tā）的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各部分得（dé）以均勻冷卻；此外（wài），也可以輔助以各種強製措施，以限製零件的淬（cuì）火變形。例（lì）如，增加（jiā）工藝孔，就是使各部分均勻冷卻的（de）一個措施，即在模具某些部分開孔，使模（mó）具各個（gè）部（bù）分得以均勻（yún）地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用石棉包（bāo）住，以增大內孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮。在模（mó）具上（shàng）留筋或加筋是減少（shǎo）變形的又一種強製措施，它特（tè）別適（shì）用於型腔脹大（dà）的凹模，及槽口（kǒu）易脹大或縮（suō）小的（de）模具。

三.熱處理工藝對模具變形的影響

1.加熱速度的影響

一般來說（shuō），淬火加熱時，加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越大（dà），易於造成模具的變形開裂，尤其（qí）對於合金鋼及高合金鋼，因其導熱性差（chà），尤（yóu）需注意進（jìn）行預熱，對於一些形狀複雜的（de）高合（hé）金模（mó）具，還需采取多次分級預熱。但在（zài）個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形，這時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應地（dì）減少了組織應力和熱應力（lì），且心部變（biàn）形抗力較（jiào）大，從而減少了淬（cuì）火變形。根據一些工廠經驗，用於解決孔距變形方麵有一定效果。

2.加熱（rè）溫度的影響

淬火加熱溫（wēn）度的高低影響材料的淬透性，同（tóng）時對奧（ào）氏體的成分與（yǔ）晶粒大小起作用。從淬透性方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但同時使淬透性增高，因此組織應力也增大，並逐漸占主導地位。

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