熱處理（lǐ）變形（xíng）是（shì）模具處（chù）理過程的主要缺陷，精密複雜模具（jù）常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（guān）鍵問題。

模具在在淬火過（guò）程中，由於模（mó）具截麵各部分加熱和冷卻速度的不一致（zhì）而引起的溫度差，使得模具（jù）截麵各部分體積脹縮不（bú）均勻，組織轉變的（de）不均勻，從而引起“組織應力”和模（mó）具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過（guò）模具的屈服極限（xiàn）時,就會（huì）引起模具（jù）的變形（xíng）或者碎裂！

一（yī）、模具材料的影響

1．模具（jù）材質的影響

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

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該（gāi）出現較大變形（xíng）。對（duì）變形嚴重的模具進行金相分析發現，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀（zhuàng）分布。

（1）模具橢（tuǒ）圓（變形）產生的原因（yīn）這是因為模具（jù）鋼中（zhōng）呈一定方向分布的不（bú）均勻碳化物的存在，碳化（huà）物的膨脹係數（shù）比鋼的基體組織小３０％左右，加熱時它阻止模具內孔膨脹（zhàng），冷（lěng）卻時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻（yún）的變形，使模具的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精密複雜模具（jù）時，要盡量選（xuǎn）擇碳化物偏析較小的（de）模（mó）具鋼，不要圖便宜，選用小鋼（gāng）廠生產的材質較差鋼材。②對（duì）存在碳化物嚴（yán）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（huà）物不均勻（yún）分布（bù）的等級（jí），消除性（xìng）能的各向異性。③對鍛後的模具（jù）鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散（sàn）的索氏體組織、從而（ér）減少（shǎo）精密複（fù）雜模具（jù）熱處理後的變（biàn）形。④對於尺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（jiǎo）圓整化，可達到減少模具熱處理變形的目的。

2．模（mó）具的（de）選材（cái）

製造精密複雜、要（yào）求變形（xíng）較小的（de）模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。

二、模（mó）具結構設計的影（yǐng）響

即使模（mó）具選材和（hé）鋼的（de）材質（zhì）都很好，但是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽（cáo）、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、變形的原因

由於模具各處厚薄不均或存在（zài）尖銳圓角（jiǎo），因此在淬火時引起模具各部位（wèi）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（mó）具淬火後產生（shēng）變形。

2、預防措施（shī）

設（shè）計模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡（jìn）量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱，在模（mó）具的厚薄交界處，盡可能采用（yòng）平滑過渡等結構設計。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（mó）具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火時冷（lěng）卻均勻（yún），可采用給（gěi）合結構。

三、熱處（chù）理加熱工藝（yì）的影響

1、加熱速度的影響

模具熱處理後的變形一般都認為是冷卻造成（chéng）的，這是（shì）不正確的。模具（jù）特別是複（fù）雜模具，加工工藝的（de）正確與否對模具的變形往往產生較大的影響，對（duì）一（yī）些模具加熱工藝的（de）對比可明顯看出，加熱速度較快，往（wǎng）往產生較大的變形。

任（rèn）何金屬加熱時都（dōu）要膨脹，由於鋼在加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不（bú）均（即（jí）加熱的（de）不均勻（yún））就必然會造成模具內各部分的膨脹的（de）不一致性，從而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點（diǎn）以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱（rè）應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變（biàn）的不等時（shí）性，既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表麵與心部的溫度差別越大，應（yīng）力也越大，模具熱處理後產生的變形也越（yuè）大。

對複雜模具在相變點以下加熱時應緩慢加熱，一般來（lái）說，模具真空熱處理變形要比（bǐ）鹽浴爐加熱（rè）淬火小得多。采用預熱（rè），對於低合金鋼模具可采用一次（cì）預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采用二次（cì）預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加（jiā）熱溫度的影響

一些廠家為（wéi）了保證模具達到較（jiào）高硬度，認為需提高淬火加（jiā）熱溫度（dù）。但是生產實踐表明（míng），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（zài）允（yǔn）許的上限溫度加熱後的熱處理變形要比在（zài）允許的下限溫度加（jiā）熱的熱處理變（biàn）形大得多。

四、殘留奧氏體的影（yǐng）響

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

1、變形原因

因合金鋼（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比體積，奧氏（shì）體的比體積最小，這是高合金鋼模具淬火低溫（wēn）回火後體積發生縮小的主要原因。鋼（gāng）的各種（zhǒng）組織的比體積按下列順（shùn）序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施

（1）適當降低淬火溫度。正如前麵敘述過的淬（cuì）火加熱溫度越高（gāo），殘留奧氏體量越（yuè）大（dà），因此選擇適當的淬火（huǒ）加熱溫度是減少模具縮小的（de）重要措施。一般在保證模具技術要求的情況（kuàng）下，要考慮模具的綜合性能（néng），適當降低（dī）模具的（de）淬火（huǒ）加熱（rè）溫度。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模（mó）具淬火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半，所以在（zài）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（mó）具500℃回火模具變形量最小（xiǎo），而硬（yìng）度降低（dī）不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷處理是減少殘留奧氏（shì）體量的最佳工藝，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（mó）具一（yī）般應（yīng）采用深冷處理（lǐ）。

結論：

精密複雜（zá）模具的變形原因（yīn）往往是複（fù）雜的，但是免费正能量网站www正能量隻（zhī）要掌握其（qí）變形（xíng）規律，分析其產生的原因（yīn），采用不同的方法進行預防模具的變形是能夠減（jiǎn）少的，也是能夠控製的。一般來說，對精密複（fù）雜模具的熱處理（lǐ）變形可采取（qǔ）一下方法預防。

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

（2）模具結構設計（jì）要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對稱，對（duì）於（yú）變形較大模具要掌握（wò）變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密（mì）複雜模具（jù）可（kě）采用組合結構。

（3）精密複雜模（mó）具要進行預先熱處理（lǐ），消除（chú）機械加工過（guò）程中產生的殘餘應力。

（4）合理（lǐ）選（xuǎn）擇加熱溫度，控製（zhì）加熱速度，對於精密複（fù）雜模具可采取緩慢加熱、預（yù）熱和其他均衡加熱的方（fāng）法來減少模具熱處理變（biàn）形（xíng）。

（5）在保證模具硬度的前提下，盡量采用預（yù）冷、分級冷卻淬火或溫淬（cuì）火工（gōng）藝。

（6）對精密複雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用（yòng）真空加熱淬（cuì）火和淬火（huǒ）後的深冷處（chù）理。

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

最後，正確的熱處理工（gōng）藝操作（如堵孔（kǒng）、綁孔、機（jī）械固（gù）定、適（shì）宜的加熱方（fāng）法、正確選擇模具的冷卻方向和（hé）在冷卻介質中的運動方向等）和合理（lǐ）的（de）回火熱（rè）處理工藝（yì）也是（shì）減少精密複雜模具變形的有效措施（shī）。

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