熱處理（lǐ）變形是模具處（chù）理過程的主要缺陷，精密複（fù）雜模具常因熱處理變形而（ér）報廢，控製精密複雜模具的變形一直成為（wéi）熱處理生產（chǎn）中的關鍵問題。

模（mó）具在（zài）在淬火（huǒ）過程中，由於模具截麵各部分（fèn）加熱和冷（lěng）卻速度的（de）不一致而（ér）引起的溫度差，使得模具截麵各部（bù）分體（tǐ）積（jī）脹縮不均勻，組織轉變的不均勻，從而引（yǐn）起“組織應力”和模具內外溫差所引起的熱應力（lì）。當其內應力超（chāo）過模具的屈服極（jí）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（zhì）的影（yǐng）響

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

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現（xiàn）較大變形。對變形嚴重的模具（jù）進行金相分析發現，模具鋼中含有大量共晶碳化（huà）物，且呈帶狀和塊（kuài）狀分布。

（1）模具橢圓（變形）產生的原因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的（de）不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的基體（tǐ）組織小３０％左右，加熱時它阻止模具（jù）內孔膨脹，冷卻時又阻止（zhǐ）模具內孔（kǒng）收縮，使（shǐ）模具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓（yuán）孔出現橢圓（yuán）。

（2）預防措施①在製造（zào）精密複雜模具時，要（yào）盡（jìn）量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖（tú）便（biàn）宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏（piān）析的模具鋼（gāng）要進行合理鍛造，來（lái）打碎碳化物（wù）晶塊，降低碳化物不（bú）均勻分布的等級，消除性能的（de）各向異性。③對鍛後的模具鋼（gāng）要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和（hé）彌散的索（suǒ）氏體組織、從而減少（shǎo）精密複雜（zá）模具熱處理後的變形。④對於尺寸較大（dà）或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細（xì）化處理，使碳化物細化（huà）、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱處理變形的目（mù）的（de）。

2．模具的選材

製造精密複雜、要求變形較（jiào）小的模具，要盡量選（xuǎn）用（yòng）微變形（xíng）鋼（gāng），如空淬鋼等。

二（èr）、模具結構設計的影響

即使模具選材和鋼的材質都很（hěn）好，但是如果模具結構設計（jì）不合理，如薄邊、尖角、溝（gōu）槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易造成模具熱處理後變形較大。

1、變形（xíng）的原因

由於模具各（gè）處厚（hòu）薄不均或存（cún）在尖（jiān）銳圓角，因此在（zài）淬火時引起模具各部位之間的熱應（yīng）力和（hé）組織應力的不同，導致（zhì）各部位體積膨脹的不同，使模具淬火（huǒ）後產生變形。

2、預防措（cuò）施

設計模具時，在滿足實際生產需要的情況（kuàng）下，應盡量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的（de）厚薄交界（jiè）處，盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律，預留（liú）加工餘量，在淬火後不致於（yú）因為模具變形而使模（mó）具報廢。對形狀特別複雜（zá）的模具，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響（xiǎng）

模具熱處理後的變形一般都認為是冷卻（què）造成（chéng）的，這是不正確的。模具特別是複雜模具，加（jiā）工工藝（yì）的正確（què）與否對模具的變形往往產生較大的影響，對一些模具加熱工藝的對（duì）比可明顯（xiǎn）看出，加熱（rè）速度（dù）較快，往往（wǎng）產生較大的變形（xíng）。

任何金屬加熱（rè）時都要膨（péng）脹，由於（yú）鋼在加熱時，同一個模具（jù）內（nèi），各部分的溫（wēn）度不（bú）均（即加熱的不均勻）就必然（rán）會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形（xíng）成因加（jiā）熱不均的內應力。在鋼的（de）相變點以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱（rè）不均勻，還會產生組織轉變的（de）不等時性，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下加熱時應緩慢加熱，一般來說，模具真（zhēn）空（kōng）熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱，對於低合金鋼模具可采用一次預熱（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（xiǎng）

一些廠家為了保證模具達到（dào）較高硬度，認（rèn）為需（xū）提（tí）高（gāo）淬火（huǒ）加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做（zuò）法（fǎ）是不恰當的，對於複雜模具，同樣是采用正常（cháng）的加熱溫度下進行加（jiā）熱淬火，在允（yǔn）許的上限溫度加熱後的熱（rè）處（chù）理變形要比在（zài）允許的下限溫度加熱的熱處理變形大得多。

四、殘留奧氏體的影響

一些高合（hé）金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具（jù）在淬火（huǒ）和低溫回火後（hòu），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（ào）氏體量過多而引起（qǐ）的。

1、變形原因

因合金（jīn）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，奧氏體的比體積最小（xiǎo），這是高合金鋼模具淬火低溫回火後體積發生縮小的主要原因。鋼的各種組織的（de）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、預防措（cuò）施

（1）適當降低淬火溫度。正如前麵敘述過（guò）的淬火加（jiā）熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬（cuì）火加熱溫度（dù）是減少模具縮小的重要措施。一般在保證模具（jù）技術要求的情況下，要考慮模具的綜合性能（néng），適當降低模具的淬火加熱溫度。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模（mó）具淬（cuì）火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏（shì）體量少了（le）一半，所以（yǐ）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鋼模具500℃回火模具變形量最（zuì）小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後（hòu）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（jù）變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此（cǐ）精密複雜模具一般應采（cǎi）用深冷處理。

結論：

精密複雜模具的變形原因往往是複（fù）雜的，但是我們隻要掌握其變形規（guī）律，分析其產（chǎn）生（shēng）的原因（yīn），采（cǎi）用不同的方法進（jìn）行預防模具的變形是能夠減（jiǎn）少的，也是能夠（gòu）控製的。一般來說，對精密複雜（zá）模具的熱處理變形可采取一下方法預防。

（1）合理（lǐ）選材（cái）。對精密複雜模應選擇材（cái）質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造（zào）並進行調質（zhì）熱處（chù）理，對較大和無法鍛造（zào）模具鋼可進行固溶雙細化（huà）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（chēng），對於變形較大模具（jù）要（yào）掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密複雜模具可采（cǎi）用組合結構。

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

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

（5）在保證模具（jù）硬（yìng）度的前（qián）提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬火或（huò）溫淬火工藝。

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

（7）對一些精密複雜的模具可（kě）采用預先熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來控製模（mó）具（jù）的（de）精度。

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔（kǒng）、機械固（gù）定、適宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介質中的運動方（fāng）向等）和合理的回火熱處理工藝（yì）也（yě）是減少精密（mì）複雜模具變（biàn）形的有效措施。

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