一.模具材料对热处理变形的影响

材料对热处理变（biàn）形的影响，包括（kuò）钢的化学成分及原始组织两方面的影响。

从材料本身来看，主要通过成分对（duì）淬（cuì）透性、Ms点等的影（yǐng）响而影响热处理变形。

碳素工具钢（gāng）在正常淬火温度进行水-油双液淬火时，在Ms点以（yǐ）上产生很大的热应（yīng）力；当冷到Ms点以下时，奥氏体向马（mǎ）氏体转变，产生（shēng）组织应力，但由于碳（tàn）素工具（jù）钢淬透性差，所以组织应力的数值不大。加上其Ms点不高，在发生马氏体组织转变时（shí），钢的塑性已经很差，不易发（fā）生塑性变形，因此，就保留了热应力作用所造成（chéng）的（de）变形特征，模具型腔趋向收缩。但若淬火温度提高（>850℃），也可能因组织应力起主导作用，而使型腔趋向于胀大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15钢等低合金工具钢制作模具时，其淬火变（biàn）形规律与碳素工具钢相似，但变形量要（yào）比碳素工具钢要小。

对（duì）于一些高合金钢，如Cr12MoV钢等，由于其碳及合金元素含量较高，Ms点（diǎn）较低，因而淬火后有较（jiào）多的残余（yú）奥氏（shì）体，它对由于马氏体而致的体积膨胀有抵消作用，因此（cǐ），淬火（huǒ）后的变形就相（xiàng）当小，一般用空（kōng）冷、风冷、硝盐浴淬火时，模具型（xíng）腔趋于微量胀大；若（ruò）淬火温度过高，则残余奥（ào）氏体量增加，型（xíng）腔也可能缩小。

若（ruò）用碳素结构钢（如45钢（gāng））或某些合金结构（gòu）钢（如40Cr）制作模具，则因其Ms点较高，当表面开（kāi）始马氏体转变时，心部温度尚较高（gāo），屈服强度（dù）较低，有一定的塑性，表面对心部的瞬时（shí）拉伸组织应（yīng）力，易于超过心部的（de）屈服强度而使型腔（qiāng）趋向胀大。

高碳高合（hé）金（jīn）钢（如Cr12型钢）中碳化物（wù）偏析对淬火变形的影响特（tè）别明显。由（yóu）于碳化（huà）物偏析造成钢加（jiā）热至奥氏体状态后的成分不均匀性，因而，不同区域的Ms点就会有高有低（dī）。在同样冷却（què）条件下，奥氏体向马氏体转变就有先（xiān）有后，转变（biàn）后的（de）马（mǎ）氏体（tǐ）就因含碳量不同而比容有大有小，甚至有一些低碳、低合金区域可能根本得不到马氏体（而得到贝氏体、屈氏体等），所有这些都会造成零件淬火后的不均匀变形（xíng）。

此外，最终热处理之前的组（zǔ）织状态对变形也有一定的影响（xiǎng），例如，原始组织为（wéi）球状珠光体的就比片状（zhuàng）珠光体的在淬火后（hòu）变形倾向要小。所以变形要求严（yán）格的模（mó）具，常在粗加工后先进行一次调（diào）质（zhì）处理（lǐ），然后再进行精加工及最终热处（chù）理（lǐ）。

二.模具几何形状对变形的影响

模具几何形状对热处理变形的影响，实际上（shàng）仍是通过（guò）热应（yīng）力、组织应力来起作用的（de）。由于模具的形状是多种多样的，要从中总结出确切（qiē）的变形规律，目（mù）前还很困（kùn）难。

对（duì）于对（duì）称型的模具，可根据型腔尺寸、外形尺寸及高度来（lái）考虑（lǜ）型腔的变形倾向。当模具的（de）壁薄（báo）、高度小时，则较易于（yú）淬透，这时有（yǒu）可（kě）能是（shì）组织应力起主导作用，因此，型腔（qiāng）常趋向（xiàng）胀大。反之，壁厚、高度大，则不易淬透，此（cǐ）时可能是热应力起主导作用，因（yīn）此，型腔常趋向（xiàng）缩（suō）小。这里（lǐ）所（suǒ）说的是一般（bān）趋势，在生产实（shí）践中，还须结合零件（jiàn）的具体形状，所采用的钢种及热处（chù）理（lǐ）工（gōng）艺等来（lái）加（jiā）以考虑，通过实践不断总结出（chū）经验来。由于（yú）实际生产中，模具的（de）外形尺寸往往（wǎng）不是主要的工（gōng）作（zuò）尺寸，且变形后还可通过磨削加工（gōng）等加以校（xiào）正，所以（yǐ）上面分析的主要是型腔的（de）变形趋势。

对于不对称的（de）模具的（de）变形，同样（yàng）也（yě）是热应力、组织应力综合（hé）作用的结果。例如，对薄壁薄（báo）边的模具，由于模壁薄，淬火时内外温差小，因而热应（yīng）力小；但容易淬透，组织应力较（jiào）大，所以变形趋向于型腔胀大。

为了减小模具（jù）的变形，热处理部门应与模具设（shè）计部门共同研究（jiū），改善模（mó）具设计，如尽可能避免截面大（dà）小相差悬殊的模具结构、模具形状力求对称、复杂模具用（yòng）拼合结构（gòu）等。

当不（bú）能改变模具形状时，为了减小变形，还可以采取一些其（qí）它的措施。这些措施总的考虑是改善冷却条件，使各部分得以均匀冷（lěng）却；此（cǐ）外，也可（kě）以辅助以各（gè）种强制措施（shī），以限制零（líng）件的淬火变形。例（lì）如，增加工艺孔，就是使各部分均匀冷却的一个措施，即在模具某（mǒu）些部（bù）分开孔，使模具各个部分得以均匀地（dì）冷却（què）以减（jiǎn）小变形。也可在淬火后（hòu）容易胀大（dà）的模具外围用石棉包住，以增大（dà）内孔与（yǔ）外层（céng）的冷却差异，使型腔收缩。在模具上留筋（jīn）或加筋是减少变形的又（yòu）一种强制措施，它特别适用于型腔胀大的凹模，及槽口易（yì）胀（zhàng）大或缩（suō）小的模具。

三.热处（chù）理工艺对模具变形的影响

1.加热速度的影响

一（yī）般（bān）来（lái）说，淬火（huǒ）加热时，加热速度越快，则模（mó）具中产生的热应力越大，易于造成模具的变形开裂，尤其对于合金钢及高合金钢，因（yīn）其导热性差，尤需（xū）注（zhù）意进行（háng）预热，对（duì）于一些（xiē）形状复杂的高合金模具，还需采取多次分级预热。但在个别情况下，采用快速加热有时反而可以减少变（biàn）形，这（zhè）时仅加热模具的表面，而中心还保持“冷态”，所以（yǐ）相应地减少了（le）组织应力（lì）和热应力，且（qiě）心部变形抗（kàng）力较大，从而减少了淬火变形。根据一些工厂经验，用于解决孔距变形方面有一定效（xiào）果。

2.加热温度的影响

淬火加热温度的高低影响材料的（de）淬透性，同时对奥氏体的成分与晶粒大小起作用。从淬透性方面看，加热温度高，将使热应力增大，但同（tóng）时使淬透性增高，因此组织应力（lì）也增（zēng）大，并逐渐占主导地位（wèi）。

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