熱處理（lǐ）變形是模具處理過（guò）程的主要缺陷，精密複雜（zá）模具常因熱（rè）處理變形而報廢，控製精密複雜模具（jù）的變形一直（zhí）成為熱處理生（shēng）產中的關鍵問題（tí）。

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

一、模具材料的影響

1．模具材質的（de）影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具都帶有（yǒu）￠60mm圓孔，模具熱處理後，部分模具圓孔出（chū）現橢圓，造（zào）成模（mó）具報廢。

一般來（lái）說Cr12MoV鋼是微（wēi）變形鋼，不應該出（chū）現較大變形。對變形嚴重的模具（jù）進行金相分析發現，模具鋼中含有（yǒu）大量共晶碳化物，且呈（chéng）帶狀和塊狀（zhuàng）分布。

（1）模具橢圓（yuán）（變形）產生的原（yuán）因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹（zhàng）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，冷卻時又（yòu）阻止（zhǐ）模具內孔收縮，使模具內孔發生不均（jun1）勻的變形，使模具的圓孔（kǒng）出現橢圓。

（2）預防措施①在（zài）製造精密複雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較（jiào）小的模（mó）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（tàn）化物嚴重（chóng）偏析的模具鋼要進行合（hé）理（lǐ）鍛造，來打（dǎ）碎碳化物晶塊，降低碳（tàn）化物不均勻分布的等級，消除性能的各向異性。③對鍛後的模具鋼要進行調質熱處理（lǐ），使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏（shì）體組（zǔ）織、從而減少精密複雜模具熱處理（lǐ）後（hòu）的變形。④對於尺寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱處（chù）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（de）模具，要盡量選（xuǎn）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很好，但（dàn）是如（rú）果模具（jù）結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易（yì）造成模具熱處理後變形較大（dà）。

1、變形的原因

由於模具各處（chù）厚薄不均或存（cún）在尖銳圓角，因此在淬火時引起模具各部位之間的熱應力（lì）和組織應力的不同，導致各（gè）部位體積膨脹的不同，使模具淬火後（hòu）產生變（biàn）形。

2、預防（fáng）措施

設計模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊（shū），結構不對稱，在模具的厚薄（báo）交界處，盡（jìn）可（kě）能采（cǎi）用平滑過渡等結（jié）構設計。根據模具的變形規律，預留加工（gōng）餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別複（fù）雜的模具（jù），為使淬火時（shí）冷（lěng）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

模具熱處理後的（de）變形一般（bān）都認為是（shì）冷卻造成的，這是不正（zhèng）確的。模具（jù）特別是複雜模具，加工工（gōng）藝的正確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比可明顯看出，加（jiā）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（gè）模具內，各部分的溫度不（bú）均（即加熱的不均勻）就必然會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加（jiā）熱不均的內應力。在（zài）鋼（gāng）的相變點以下溫度，不（bú）均勻（yún）的加熱主（zhǔ）要產生熱應力，超過相變溫度加熱不（bú）均勻，還會產生組織轉變的不等（děng）時性，既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表麵與心（xīn）部的溫度（dù）差別越大，應力（lì）也越大，模具熱處理後產生的變形也越大。

對複（fù）雜模具在相變點以下（xià）加熱時應緩慢加熱，一般來說，模（mó）具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預（yù）熱，對於低合金鋼模（mó）具可采用一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模（mó）具應采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

一些廠家為了保證模具達到較高硬度，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（bú）恰當的，對（duì）於複雜模具，同樣是采用正（zhèng）常的（de）加（jiā）熱溫度下進行加熱（rè）淬火，在允許的（de）上限溫度加熱後的熱（rè）處理變形（xíng）要比（bǐ）在允許的（de）下限溫度（dù）加熱（rè）的熱處理變（biàn）形大得多。

四、殘留（liú）奧氏體的影響（xiǎng）

一（yī）些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具在（zài）淬火和低溫回火後，模具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因為模具淬火（huǒ）後（hòu）殘留奧氏體量（liàng）過多而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火（huǒ）後含有（yǒu）大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏（shì）體的比體積最小，這是高（gāo）合金鋼模具淬火低溫回火後體積發生（shēng）縮小的主要原因。鋼的各種組織的比體積（jī）按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施

（1）適當降低淬火溫度（dù）。正如前（qián）麵敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬火加熱溫度是減少模具縮小的重要措施。一般在保（bǎo）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（cuì）火加熱溫（wēn）度（dù）。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模具淬火後，500℃回火（huǒ）較200℃回火的殘留奧氏（shì）體量少了一半，所以在保證模具技術要（yào）求的前提下，應（yīng）適當提高回火溫度。生（shēng）產實踐表明：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）模具淬火（huǒ）後采取冷處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也是減少模具變（biàn）形（xíng）、穩定使用時發生尺（chǐ）寸變化的（de）最佳（jiā）措（cuò）施（shī），因此精密複雜模具（jù）一般應采（cǎi）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，但是我（wǒ）們隻要掌（zhǎng）握其變形規律，分（fèn）析其產生的原因，采用不同的方法進行預防模具的（de）變形是（shì）能（néng）夠減少的，也是（shì）能（néng）夠控製的。一般來（lái）說，對精密複雜模具（jù）的（de）熱處理變形可采取一下方（fāng）法預防（fáng）。

（1）合理選材。對精密複雜模應選擇材質好的微（wēi）變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏（piān）析（xī）嚴重的模（mó）具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處（chù）理，對較大和無法鍛造模具（jù）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（xuán）殊，形狀要對稱，對（duì）於變形較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大（dà）型、精（jīng）密複雜（zá）模具可（kě）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）程中產生的殘餘（yú）應力。

（4）合理選擇加熱溫度，控製加熱速度，對於精密複雜模具可（kě）采取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的（de）方法來減少模（mó）具熱處理變形。

（5）在保證模（mó）具硬度的前提下，盡量（liàng）采用預（yù）冷、分級冷卻淬火或（huò）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（jiā）熱淬火和（hé）淬火後的深冷處理。

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

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵（dǔ）孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選（xuǎn）擇模具的冷卻方向和在冷卻介質中的運（yùn）動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精密複雜模具變形的有（yǒu）效措施。

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