熱處（chù）理變形是模具處理過程的主（zhǔ）要缺（quē）陷，精（jīng）密複雜模具（jù）常因熱處理變（biàn）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（jiàn）問題。

模具在在淬火過程中（zhōng），由於模具截麵各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差，使（shǐ）得模具截麵各部分體積脹縮不均勻，組織轉（zhuǎn）變的不均勻，從而引起“組織應力”和模具內外溫差所引（yǐn）起（qǐ）的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具（jù）的變形或者碎裂！

一、模具材料（liào）的影響

1．模具材質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼較（jiào）複雜模具，模具都帶有￠60mm圓孔，模具（jù）熱處（chù）理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成模具報（bào）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）嚴重的模具進行金相分析發現，模具（jù）鋼（gāng）中含有大量共晶（jīng）碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變形）產生的原因這是因為模具鋼（gāng）中呈一定方向（xiàng）分布的不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係（xì）數比鋼（gāng）的基體組織小３０％左右，加熱時它（tā）阻止模具內孔（kǒng）膨脹，冷卻時又阻止（zhǐ）模具內孔收縮，使模（mó）具內孔發生不均勻（yún）的變（biàn）形，使模具（jù）的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精密（mì）複（fù）雜模具時，要盡量選擇碳化（huà）物偏析較（jiào）小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重（chóng）偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降（jiàng）低碳化物不均勻分布的（de）等級，消除性（xìng）能的各向異性。③對鍛後的模具鋼要進行調質熱處（chù）理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從（cóng）而減少精密複雜模具熱處理（lǐ）後的變（biàn）形（xíng）。④對於尺寸較（jiào）大或無法鍛造的模具，可采用固（gù）溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，棱（léng）角圓整化，可達到（dào）減（jiǎn）少模具熱處理變形的目的。

2．模具的選材（cái）

製造精密複雜（zá）、要求變形較小（xiǎo）的模具，要盡量選（xuǎn）用微變（biàn）形（xíng）鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設（shè）計的影響

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

1、變形的原因

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

2、預（yù）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（shǎo）模具厚薄懸殊，結構（gòu）不對稱，在模（mó）具的厚薄交界處（chù），盡（jìn）可能采用平（píng）滑過渡等結構設計。根據模具的（de）變形規律，預留加（jiā）工餘量（liàng），在淬火後不（bú）致於因為模具變（biàn）形（xíng）而使模具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火（huǒ）時冷卻均勻，可采用給合結構。

三、熱處（chù）理加熱工藝（yì）的影響（xiǎng）

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（zào）成的，這是不正確的。模具特別是複雜模具，加（jiā）工工藝的（de）正確與否對（duì）模具的變形往往（wǎng）產生較大的影響，對一些模具加熱工藝的（de）對（duì）比可明（míng）顯看出，加熱速度較快，往往產（chǎn）生較大的變形。

任何金屬加熱時都要膨（péng）脹，由於鋼在（zài）加熱時，同一個（gè）模具內，各部分的溫度不均（即加熱的不均（jun1）勻）就必然會造成模具內各（gè）部分的膨脹的不一致性，從而（ér）形成因加熱不均的內（nèi）應力。在鋼的相變點以下溫度，不均勻的加熱主（zhǔ）要（yào）產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織（zhī）轉變的不（bú）等時性（xìng），既產生組織應力（lì）。因此加熱速度越快，模具表麵與心部（bù）的溫度（dù）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（yǐ）下加熱時應緩慢加熱，一般來說，模具真空（kōng）熱處理變形要（yào）比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱，對（duì）於低合金鋼模（mó）具可采用一（yī）次預熱（550-620℃）；對於高合（hé）金剛模具應采用二次預（yù）熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度（dù）的影響

一些（xiē）廠家為了保證模具達到較高硬（yìng）度，認為需提高淬火加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做法是不恰當的，對於複雜（zá）模具，同樣是采用正常的（de）加熱溫（wēn）度下進行加熱淬火，在允許的上限溫度加（jiā）熱後的熱處理變形要比在允許的下限溫度（dù）加（jiā）熱的熱處理變形大得多。

四、殘留奧氏體的影響

一些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具（jù）在淬火和（hé）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殘留奧氏體量過多而引（yǐn）起的。

1、變形原因

因合金（jīn）鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含有（yǒu）大量殘留奧（ào）氏體，鋼中各種組織（zhī）有不同的比（bǐ）體積，奧氏體的（de）比體（tǐ）積最（zuì）小（xiǎo），這是高合金（jīn）鋼模具淬火低溫回火後體積發生縮小的主要原因（yīn）。鋼的各種組織（zhī）的比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預（yù）防措施

（1）適當降低淬（cuì）火溫度。正如前（qián）麵敘（xù）述過的淬火加熱溫度（dù）越高，殘留奧氏體量越大，因此選（xuǎn）擇適當的淬火加熱溫度（dù）是減（jiǎn）少模具縮小的重要措施。一（yī）般在保證模具技術要求的情況下，要考（kǎo）慮模具的（de）綜合（hé）性（xìng）能，適當降低模具的淬火加熱溫度。

（2）一（yī）些數據（jù）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了（le）一半（bàn），所以在保證模具技（jì）術要求的前提下（xià），應適當提高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火（huǒ）模具變形量（liàng）最小，而硬度降（jiàng）低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷處理是減少殘留奧氏體量（liàng）的最佳工藝，也是（shì）減少模具變形、穩定使用時發生尺寸變（biàn）化的最佳（jiā）措施，因此精密複雜模具（jù）一般應采用深冷（lěng）處（chù）理。

結論（lùn）：

精密複雜模具的變形原因往往是複（fù）雜的，但是我們隻要掌握（wò）其（qí）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少的，也是能夠控製的。一般來（lái）說，對精密（mì）複雜模具的熱處（chù）理變形可采取一下方法（fǎ）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鋼（如空淬鋼），對碳（tàn）化物（wù）偏（piān）析嚴重的模具鋼（gāng）應進（jìn）行合理鍛造並進行調質熱處（chù）理，對較大（dà）和無（wú）法鍛造模具鋼可進行固溶（róng）雙細化熱處理。

（2）模具結構設計要（yào）合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對（duì）稱（chēng），對於變形較大模具（jù）要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密複雜模具可采用組合結構（gòu）。

（3）精（jīng）密複雜模具要進行預（yù）先熱處（chù）理（lǐ），消除機械（xiè）加工過程中產生的殘餘應力。

（4）合（hé）理選擇加熱溫度（dù），控製加熱速度，對於精密複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（jù）硬度的（de）前提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬（cuì）火或溫淬（cuì）火工藝。

（6）對精密複雜模（mó）具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加熱淬（cuì）火和淬火（huǒ）後（hòu）的深（shēn）冷（lěng）處理。

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

最後，正確的熱處理工藝操作（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（què）方向和在冷卻（què）介質中的運動方向等）和合理（lǐ）的回（huí）火（huǒ）熱處（chù）理工藝也是減少精密複雜（zá）模具變形的（de）有效措施。

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