熱處理變形是模具處理過程（chéng）的主要缺陷，精密複雜模（mó）具常因（yīn）熱處理變形而（ér）報廢，控製精（jīng）密複雜模具（jù）的（de）變形一直成為（wéi）熱處（chù）理生產中的關鍵問題。

模具在在淬火過程中，由於模具截麵各部（bù）分加熱和冷（lěng）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縮（suō）不均勻，組織轉變的不均勻，從而（ér）引起“組織應力”和模具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模具的（de）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

1．模具材質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼（gāng）較複雜模（mó）具，模具都（dōu）帶有￠60mm圓孔，模（mó）具（jù）熱（rè）處理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成（chéng）模具報廢。

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

（1）模具橢圓（變形）產生（shēng）的原因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不（bú）均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的基體組織小３０％左右，加熱時它阻止模具（jù）內孔膨脹，冷卻（què）時又阻止（zhǐ）模具內孔收（shōu）縮（suō），使模具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢（tuǒ）圓。

（2）預防措施①在製造精密複（fù）雜模具時（shí），要盡量選擇碳化物偏析較小的（de）模（mó）具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠（chǎng）生（shēng）產的材質（zhì）較差鋼材（cái）。②對存在碳（tàn）化物嚴（yán）重偏析的模具鋼要進行合理鍛造（zào），來打（dǎ）碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能的各向（xiàng）異性。③對鍛後的模具鋼（gāng）要進行調質熱處理，使之（zhī）獲得碳化物分布（bù）均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精（jīng）密複雜（zá）模（mó）具熱處理後的變形。④對於尺寸較大或無法鍛造的模具（jù），可采用固溶雙細化（huà）處理，使碳化物（wù）細化、分（fèn）布均勻，棱角圓（yuán）整化，可達到減少模具（jù）熱處理變形的目的。

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（xíng）鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設計的影響

即使模具選材和（hé）鋼的材質都（dōu）很好，但是如（rú）果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台（tái）階（jiē）、厚薄懸殊等，也容易造成模（mó）具熱處理後變形較大。

1、變形的原因

由於模具各處厚薄（báo）不均或存在尖銳圓角，因（yīn）此在淬火時引起模具各部位之間的熱應力和組（zǔ）織應（yīng）力的不同，導致各部位體積膨（péng）脹的不同（tóng），使（shǐ）模具淬火後產（chǎn）生變形。

2、預防措施

設計（jì）模具時，在滿足實際生產需（xū）要的情況下，應盡量減（jiǎn）少模具厚薄懸殊，結構不（bú）對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑（huá）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（wéi）模具變形（xíng）而使模具報廢。對形狀特（tè）別複（fù）雜（zá）的模具（jù），為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結（jié）構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱處理（lǐ）後的變形一般都認為是冷卻造成的（de），這是不正確的。模具（jù）特（tè）別是複雜模具，加工工藝的正確與否對（duì）模（mó）具（jù）的變形往往（wǎng）產生較大的影響，對一些模具加熱工藝的對比（bǐ）可（kě）明（míng）顯（xiǎn）看出，加熱速度較快，往往產生較大的變形。

任何金屬加熱時都要膨（péng）脹，由於鋼在加熱時，同一個模具（jù）內，各部分的溫度不均（即加熱的（de）不均勻）就必然（rán）會（huì）造成模具內各部分（fèn）的膨脹的（de）不一致（zhì）性，從而形成（chéng）因加熱不均的內應力。在（zài）鋼的相變點以下溫度，不（bú）均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產（chǎn）生組織轉變的不等時性，既產生組織（zhī）應力。因此加熱速度越快，模具表麵與（yǔ）心（xīn）部的（de）溫度（dù）差別越大，應力也越（yuè）大，模（mó）具熱處理後產生的變形（xíng）也越大。

對複雜模具在（zài）相變點以下（xià）加熱時應緩慢加（jiā）熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比（bǐ）鹽浴爐加熱（rè）淬火小得（dé）多。采用預（yù）熱，對於低（dī）合金鋼模具可采用（yòng）一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

一些廠家為（wéi）了保證模具達到較高硬度（dù），認為需（xū）提（tí）高淬火（huǒ）加熱溫度。但是生產實（shí）踐表明，這種做法是不恰當的，對於複雜模具，同樣是（shì）采用（yòng）正常的加（jiā）熱溫度下進行（háng）加熱淬火，在允許的上限溫度加（jiā）熱後（hòu）的熱處理變形要比在允許的下限溫度加熱的（de）熱處理變形大得（dé）多。

四、殘留奧氏體的影響

一（yī）些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具在淬火（huǒ）和（hé）低溫回火後（hòu），模具的長、寬、高（gāo）皆發生縮小（xiǎo）現象，這是（shì）因為模具淬火後殘留奧氏體量過多（duō）而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（gāng）（如Cr12MoV鋼)淬火（huǒ）後含（hán）有大量殘（cán）留奧氏體，鋼中各（gè）種組織有不同的比體積，奧氏體的（de）比體積最小，這是高合金鋼模具（jù）淬（cuì）火低溫回火後體積發生縮小的主要原因。鋼的各種組織的比體積按（àn）下列順序遞減：馬氏體-回火索（suǒ）氏體-珠光體-奧氏體（tǐ）

2、預防（fáng）措施

（1）適（shì）當降低淬火溫度。正如前麵敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此（cǐ）選擇適當（dāng）的淬火加熱溫度是（shì）減少模具縮小的重要措施。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，適當降低（dī）模具的淬火加熱溫度。

（2）一些數據表（biǎo）明，Cr12MoV鋼（gāng）模具淬火後，500℃回火較（jiào）200℃回火的殘留奧氏體量少（shǎo）了一半，所以（yǐ）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（gāng）模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

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

結論：

精密複雜模具的變形原（yuán）因往往是複雜的（de），但是我們隻要掌握其變形（xíng）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（shì）能夠減少的，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（zé）材質好的微（wēi）變形模具鋼（如（rú）空淬鋼），對碳化（huà）物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理，對較大（dà）和無法鍛造模具鋼（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（duì）稱，對於（yú）變形較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密（mì）複雜模具可采用組合結構。

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

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

（5）在保（bǎo）證（zhèng）模具硬（yìng）度的前提（tí）下，盡量采（cǎi）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，盡量采用真空加熱淬火和（hé）淬火後（hòu）的深冷處理。

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

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機械（xiè）固定、適宜的（de）加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻（què）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（mó）具變形的有效（xiào）措施。

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