一.模具材料對熱處理變形（xíng）的影響

材料對熱處理（lǐ）變形的影（yǐng）響，包括鋼的化學成分及原（yuán）始組織兩方麵的影響。

從（cóng）材料本身來看，主要通（tōng）過成分對淬透性、Ms點等的影響（xiǎng）而影響熱處理變形。

碳素工具鋼（gāng）在正常淬火溫度進行水-油雙液淬火時，在Ms點以上產（chǎn）生很大（dà）的熱應（yīng）力；當（dāng）冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏體轉變，產（chǎn）生組織應（yīng）力，但由於碳素工具鋼（gāng）淬透（tòu）性差，所以組織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑性（xìng）已經很差（chà），不易發生塑性變形，因此，就保（bǎo）留了熱應力作用所造成的變形特征（zhēng），模具型腔（qiāng）趨向收縮。但若淬火溫度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作用（yòng），而使（shǐ）型腔（qiāng）趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低合金工具鋼製作模具時，其淬火變形規律與碳素工具鋼相似（sì），但（dàn）變形量要比碳素工具鋼要小。

對於一些高（gāo）合金鋼，如（rú）Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元（yuán）素含量較高，Ms點較低，因而淬火後有較多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作用，因此，淬火後的變形（xíng）就相當小，一般用空冷、風冷、硝鹽（yán）浴淬火時，模具型（xíng）腔趨於微量脹大；若淬火溫（wēn）度過高，則殘餘奧氏體量增加，型腔也（yě）可能縮小。

若用碳素結構鋼（如45鋼）或某些合金結構鋼（gāng）（如（rú）40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度（dù）較低（dī），有一定的塑（sù）性，表麵對心部的瞬時（shí）拉伸組織應力，易於超過心（xīn）部的屈服強度而使型腔趨（qū）向脹大。

高碳高合（hé）金鋼（gāng）（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火變形的影響特別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加熱至奧氏體（tǐ）狀態後的成分不均勻性，因（yīn）而（ér），不同區域的Ms點就會有高有低。在同樣冷卻（què）條件（jiàn）下，奧氏體向馬氏體轉（zhuǎn）變就（jiù）有先有後，轉變後的馬氏體就因含碳量不（bú）同（tóng）而比容有大有小，甚至有一些低碳、低（dī）合金區域可能根本得不（bú）到（dào）馬氏體（tǐ）（而得到（dào）貝氏體、屈氏體等），所有這（zhè）些都會造成零件淬（cuì）火後的不均勻變形。

此外（wài），最終熱處理之（zhī）前的（de）組織狀態對變形也有一定的影響，例如，原始組織為球狀珠光體的就比片狀珠光體的在淬火後變形傾向要小（xiǎo）。所以變形要（yào）求嚴格（gé）的模（mó）具，常在粗加工後先進行一（yī）次調質處理，然後再進行精加工及（jí）最終熱處理。

二.模（mó）具幾何形狀對（duì）變形的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影響，實（shí）際上仍是通過熱應力、組織應力來起作用的。由於模具的形狀是多種多樣的，要從中總結出確切的變形（xíng）規律，目前還很困難。

對於對稱型（xíng）的模具，可根據型腔尺寸、外（wài）形尺（chǐ）寸及高度來考慮型腔的變形傾向。當模具的壁薄、高度小時（shí），則較易於淬透，這時有可（kě）能是組織應力起主導作用，因此（cǐ），型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高度大（dà），則（zé）不易淬透，此時可（kě）能是熱應力起主導作用，因此，型腔常趨向縮小。這裏所說（shuō）的是一般趨（qū）勢，在生產實踐中，還須結合零件的具體形狀，所采用的鋼種及（jí）熱（rè）處理工藝等來加以考慮，通過實踐不（bú）斷（duàn）總結（jié）出經驗來。由於實際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要（yào）的工作尺寸，且變形後還可通過磨削加工等加以校正，所以上麵分析的主要是型腔的變形趨（qū）勢。

對於不（bú）對稱的模具的變形，同（tóng）樣也（yě）是熱應力、組織（zhī）應力綜合作用的結果。例如，對薄壁薄（báo）邊的模具，由於模壁薄，淬（cuì）火時內外溫差小，因而熱應力（lì）小；但容易淬透，組織應力（lì）較大，所以變形趨（qū）向於型腔脹大。

為了減小模具的變形，熱處理部門應與模具設計部門共同研究，改（gǎi）善（shàn）模具設計，如盡可能避（bì）免截麵大小相差懸殊的模具結構、模具（jù）形狀力求對稱（chēng）、複雜模具用拚合結構等。

當不能改變（biàn）模具形狀時，為了減小變形，還可以采（cǎi）取（qǔ）一些其它的（de）措施。這（zhè）些措施總的考慮是改善冷卻條件（jiàn），使（shǐ）各（gè）部分得以均勻冷卻；此外，也可以輔助以各種（zhǒng）強製措施，以限製零件的淬火變（biàn）形。例（lì）如，增加工藝孔，就是使各部分均（jun1）勻冷卻的一個措（cuò）施，即在模具某些部分開孔，使模具（jù）各個部分得以均勻地冷卻以減小（xiǎo）變形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內孔（kǒng）與外層的冷卻差（chà）異，使型腔收縮。在模具上留筋或（huò）加筋是減少變形的又一種強製（zhì）措施，它特別適用於型腔（qiāng）脹大的凹模，及槽口易（yì）脹大或縮小的模具。

三.熱處理工藝對模具變形的（de）影響

1.加熱速度的影響

一（yī）般來（lái）說，淬火加熱時，加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越大，易於造成模具的變形開裂（liè），尤其對於合金鋼及高（gāo）合金鋼，因其導熱性差，尤需注意進行預熱，對（duì）於一些（xiē）形狀複雜的高合金模具，還需采取多次分級預熱。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形，這時僅（jǐn）加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態（tài）”，所以相應（yīng）地減少了組織應（yīng）力和熱應力，且心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工廠經驗，用於解決孔距變形（xíng）方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影響

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（xiǎo）起作用。從淬透（tòu）性（xìng）方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但同（tóng）時使淬透性增高，因此組（zǔ）織應力也增大，並逐漸占（zhàn）主導地位。