一.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理變形的影響，包括鋼的化學成分及原始組織兩方麵的影響。

從材（cái）料本身（shēn）來看，主要（yào）通過成分對淬透性、Ms點等的影響而影響熱處理變形。

碳素工具鋼在正常淬火（huǒ）溫度進行水-油雙（shuāng）液淬火（huǒ）時（shí），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（xiàng）馬氏體轉變，產生組織應力（lì），但由於碳素工具鋼淬透性差，所以組（zǔ）織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼（gāng）的塑性已經很差，不易發（fā）生塑性變形，因此，就保留（liú）了熱應力作用所造成的變形特征，模具型腔趨向收縮。但若（ruò）淬火溫度（dù）提高（>850℃），也可能（néng）因組織應力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低（dī）合金工具鋼製作模具時，其淬火變形規律與（yǔ）碳素工具鋼相似，但變形量要（yào）比碳素工具鋼（gāng）要小。

對於一些高（gāo）合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元素含量較高，Ms點較低，因而淬火後有較多的殘餘奧氏體，它（tā）對由（yóu）於馬氏體而致（zhì）的體積膨脹有抵消作用，因此，淬火（huǒ）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（yú）微量脹大（dà）；若淬（cuì）火溫度過高，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）合金結構鋼（如40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當（dāng）表麵開始馬氏體轉變（biàn）時，心部溫度尚較高，屈服強度較低，有（yǒu）一（yī）定的塑性，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脹（zhàng）大。

高碳高合金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火（huǒ）變（biàn）形的（de）影響特別明顯。由於碳化物偏（piān）析造成鋼加熱至奧氏體狀態後的成分不均（jun1）勻性，因而（ér），不同區域的Ms點就會有高有低。在同樣冷卻條件下，奧氏體向馬（mǎ）氏體轉變就有先有後，轉變後的馬氏體就因含碳量不同而比容有（yǒu）大有（yǒu）小，甚至有（yǒu）一些低碳、低合金區域可能根（gēn）本得不到馬氏體（而得到貝氏體、屈氏體等（děng）），所有這些都會造成零件淬火後的不均（jun1）勻變形。

此外，最終熱處（chù）理之前的組織（zhī）狀態（tài）對變形也（yě）有一定的影響，例如，原始組織為球狀珠光體的就比（bǐ）片狀珠光體的在淬（cuì）火後變形傾向要小（xiǎo）。所以變（biàn）形要求嚴格的模具，常在粗加工後先（xiān）進行一次調質處理（lǐ），然後再（zài）進行精加工（gōng）及最終熱處理。

二.模具幾（jǐ）何形狀對變形的影響（xiǎng）

模具幾何形（xíng）狀對熱處理變形的影響，實際上仍（réng）是通過熱應（yīng）力、組織應力來（lái）起作（zuò）用的。由（yóu）於模具的形狀是（shì）多種多樣的，要（yào）從中總結出確切的變形規律，目前還很困難。

對於對稱型的模（mó）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（xiàng）。當模具的壁薄、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，此時可能是熱應（yīng）力（lì）起主導（dǎo）作用，因此，型腔（qiāng）常趨（qū）向縮小。這裏所說的是一般趨勢，在生（shēng）產實踐中，還須結（jié）合零件的具體形狀，所采用（yòng）的鋼種（zhǒng）及熱處理工藝等來加以考慮，通過實（shí）踐不斷總（zǒng）結出經驗來。由（yóu）於實際生產中，模具（jù）的外形尺寸（cùn）往（wǎng）往不是主要的工作（zuò）尺寸，且變形後還可通過磨削加（jiā）工等加以校正，所以上麵分析的主要是型腔的變形趨（qū）勢。

對於不對稱的模具的變形（xíng），同樣也是熱應力、組織（zhī）應力綜合作用的結果。例如，對（duì）薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時內（nèi）外溫差小，因而熱應力小；但容易淬透（tòu），組織應力較大，所以變形趨向於型腔脹大。

為（wéi）了減小模具的變形，熱處理（lǐ）部門應與模具（jù）設計部門共同研究，改善模具設計（jì），如盡可能避免（miǎn）截（jié）麵大小相差懸殊的模具結構（gòu）、模具形狀力求對稱、複雜模具用拚合結構等。

當不能（néng）改變模具形狀時，為了減小（xiǎo）變形，還可以采取一些其它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各部分（fèn）得以均勻冷卻；此外，也可以（yǐ）輔助以各種強製措施，以限製零件的淬火變形。例如，增加工藝孔，就（jiù）是使各部分（fèn）均勻冷卻的一個措施，即在（zài）模具（jù）某些部分開（kāi）孔，使模具各個部分得以均勻（yún）地（dì）冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用（yòng）石棉包住，以增大內孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮（suō）。在模具上留筋或加筋是減少變形（xíng）的又一種強製措施，它特別適用於（yú）型腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小（xiǎo）的模具。

三.熱處理工藝對模（mó）具變形（xíng）的影響

1.加熱速度的（de）影響

一般來說（shuō），淬火加熱（rè）時，加熱速度越快，則模（mó）具中產生的（de）熱應力越大，易於造（zào）成模具的變形開裂，尤其（qí）對於合金鋼及高合金鋼，因其（qí）導熱性差，尤需注意進行預熱，對於（yú）一些形狀複雜的高合金模具，還需采取多次分級預熱。但在個別（bié）情（qíng）況（kuàng）下（xià），采用（yòng）快速（sù）加熱有時反而可以減少變形，這時僅加熱模（mó）具的表麵，而中心還保持（chí）“冷態”，所以相應地減少了組織應力和（hé）熱應（yīng）力（lì），且（qiě）心部變形抗力較（jiào）大，從而減少了淬火變形。根據一些（xiē）工廠經驗，用於（yú）解決孔距（jù）變形方（fāng）麵有一定效果。

2.加熱溫（wēn）度的影響（xiǎng）

淬火加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏體的成分與晶粒大小起作用。從淬透性方麵看，加熱（rè）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。