熱處（chù）理變形是模具處（chù）理（lǐ）過程的主要（yào）缺陷，精密複（fù）雜模具常因熱處（chù）理變形而報廢，控製精密複雜模具的變（biàn）形（xíng）一直成為熱處理生產中的（de）關鍵問題。

模具在在淬火過程中，由於模具截麵各部分加熱（rè）和冷卻速度（dù）的不一致而引起的溫度差，使得（dé）模具截麵各部（bù）分體積脹縮不均勻，組織轉（zhuǎn）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（rè）應力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變（biàn）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鋼較複雜模具，模具（jù）都帶有￠60mm圓孔，模（mó）具熱處（chù）理後，部分（fèn）模具圓孔出現橢（tuǒ）圓，造成模具報廢。

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

（1）模具橢圓（變（biàn）形）產生的原因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化（huà）物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的基體組織小３０％左右（yòu），加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，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時，要盡量選擇碳（tàn）化物偏析（xī）較小的模具（jù）鋼（gāng），不要圖便宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在（zài）碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行（háng）合理鍛造，來（lái）打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級，消（xiāo）除性能的各向異性。③對鍛後的（de）模（mó）具鋼要進行調質（zhì）熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密複雜模具（jù）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（cǎi）用固溶（róng）雙細化處理，使碳化（huà）物細化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱（rè）處理變形的目的。

2．模具的選材

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

二、模具結構設計的影響

即使模具選材和鋼的材質都（dōu）很（hěn）好，但是如果模具結構設計不（bú）合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的（de）台階（jiē）、厚（hòu）薄懸殊等，也容易造（zào）成模具熱（rè）處理後（hòu）變形較大。

1、變形的原因

由於模具各處厚薄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（rè）應力和組織應力的不同，導致各部位體積膨脹的（de）不同，使模具淬火後產生（shēng）變形。

2、預防措施

設計模具（jù）時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊（shū），結構不對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等（děng）結構設計。根據模具的變形（xíng）規律，預留加工餘量，在淬火後不致於因為（wéi）模具（jù）變形（xíng）而使模具報廢。對（duì）形狀特（tè）別複雜的模具，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（xiǎng）

1、加熱速度的影響

模具熱處理後的變形一般都認為（wéi）是冷卻造成（chéng）的，這是不正確的。模具特別（bié）是複雜模（mó）具（jù），加工工藝的正確與否對模（mó）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脹，由於鋼在加熱時，同一個模具內，各部（bù）分的溫度（dù）不均（即加熱的不（bú）均勻）就必然會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而（ér）形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫度，不均勻的（de）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（zhī）轉變的不等時性，既產生組織應力。因此加熱（rè）速度越快，模具表麵與心部的溫度差（chà）別越大，應力也越（yuè）大，模具熱（rè）處（chù）理後產生的變形也（yě）越（yuè）大。

對複雜模（mó）具在相變點以下加熱時應（yīng）緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處（chù）理變形要（yào）比鹽浴爐加熱淬火（huǒ）小（xiǎo）得多。采用預熱，對於（yú）低合金鋼模具可采用一（yī）次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采（cǎi）用（yòng）二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的（de）影響

一些廠家為了保證模具達到較高硬度，認為需提高淬（cuì）火加熱溫（wēn）度。但是生產實踐表明，這種（zhǒng）做（zuò）法是（shì）不恰當的，對於複雜模具，同樣是采用（yòng）正常（cháng）的加熱（rè）溫（wēn）度下進行加熱淬火，在允許的上限溫度加熱後的熱處理變形（xíng）要比在允許的下限溫度加熱的熱處理變形大得多。

四、殘留（liú）奧氏體的影響

一些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具在淬火和低溫回火後，模具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因（yīn）為模具淬火（huǒ）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（tǐ），鋼中各種組織有不同的比體積（jī），奧氏體的比體積（jī）最小，這是高合金鋼模具淬火低溫（wēn）回（huí）火後體積發生縮小的主要（yào）原因。鋼的各種（zhǒng）組織的比體積按下列順（shùn）序（xù）遞減：馬氏體-回（huí）火索（suǒ）氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施

（1）適當降低淬火（huǒ）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（shì）當的淬火加熱（rè）溫度是減少模具縮（suō）小（xiǎo）的重要措施。一般（bān）在保證模具（jù）技術要（yào）求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當降低模具的淬火加熱溫（wēn）度。

（2）一（yī）些數（shù）據（jù）表明，Cr12MoV鋼模具（jù）淬火後，500℃回（huí）火較200℃回（huí）火的殘留奧氏體量少（shǎo）了（le）一半，所以在（zài）保證模具（jù）技術要求的前（qián）提下，應適當（dāng）提高回火溫度。生產（chǎn）實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形（xíng）量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模（mó）具淬火後采取冷處理是減少殘留奧氏體（tǐ）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（shī），因此精密複（fù）雜模具一般應采用深冷處理。

結論：

精密複雜模具的變形原因往往是複雜的，但是我們隻要掌握其變形規律（lǜ），分析其產生的原因，采用不同的方法進行預防模具（jù）的變形（xíng）是能夠（gòu）減少的，也是能（néng）夠控製的。一般來說，對精密複雜模具的熱處理變形（xíng）可采取一下方法預防。

（1）合理選材。對精密複雜（zá）模應選擇（zé）材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化（huà）物偏析（xī）嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和（hé）無法鍛造模具鋼（gāng）可進行固溶（róng）雙細化熱處（chù）理。

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

（3）精密複雜模具要進（jìn）行預先熱處理，消除機械加工（gōng）過（guò）程中產（chǎn）生的殘餘應力。

（4）合理選擇加熱（rè）溫度，控製加熱（rè）速度，對於精密（mì）複雜模具可采取（qǔ）緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的（de）方法來減少模具熱（rè）處（chù）理變（biàn）形。

（5）在保證模具硬度的（de）前（qián）提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

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

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

最（zuì）後，正確的熱處（chù）理工藝（yì）操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方（fāng）法、正確選擇模具的（de）冷卻方向和（hé）在冷卻介質中的運動方向等）和（hé）合理的（de）回火熱處理工藝也是減（jiǎn）少精密複雜模具變形的有效措施。

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