熱處（chù）理變形是模具處（chù）理過程的主要（yào）缺陷（xiàn），精（jīng）密複雜模具常因熱處理變形而報（bào）廢，控製精密複雜模具的變形一直成為（wéi）熱處（chù）理生產中的關鍵問題。

模具在在淬火過（guò）程中，由於模具截麵各部分加熱和冷卻速度的（de）不一致而引起的溫度差，使得（dé）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”和模具內外溫差（chà）所引起的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極（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．模具材質的影響（xiǎng）

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具都（dōu）帶有￠60mm圓孔，模（mó）具（jù）熱處理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成模具報（bào）廢。

一般來說Cr12MoV鋼是微變（biàn）形鋼，不應該出現（xiàn）較大變形。對變形嚴重的模具進行金相分析（xī）發現，模具鋼（gāng）中（zhōng）含有大量共晶碳化（huà）物，且呈帶狀和（hé）塊狀分布。

（1）模具橢圓（變（biàn）形）產生的原（yuán）因這是因（yīn）為模（mó）具鋼（gāng）中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的基（jī）體組織小３０％左（zuǒ）右，加熱時（shí）它阻止（zhǐ）模具內孔膨脹，冷卻時（shí）又阻止模具（jù）內孔收（shōu）縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓孔出現（xiàn）橢圓。

（2）預防措施①在製造精密複雜模（mó）具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼（gāng），不要圖便宜，選（xuǎn）用小鋼廠生產（chǎn）的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重（chóng）偏析的模具鋼要進行合理鍛造（zào），來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能（néng）的各（gè）向異性。③對鍛後的模具鋼要進（jìn）行調質熱處理（lǐ），使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組（zǔ）織、從而減少精密複雜模（mó）具熱（rè）處理後的變形。④對於尺（chǐ）寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化（huà）物細化、分（fèn）布均勻，棱角圓整（zhěng）化，可達到減少模（mó）具熱處理變形的目的。

2．模具的（de）選（xuǎn）材

製（zhì）造精（jīng）密複雜、要求變形較小的模具，要（yào）盡（jìn）量選用微變形鋼，如空（kōng）淬鋼等（děng）。

二、模具結構設計的影響

即使模具選材和（hé）鋼的（de）材質（zhì）都很好，但是如果模具結構設計不合（hé）理，如薄邊、尖角（jiǎo）、溝槽、突（tū）變的（de）台階、厚（hòu）薄懸殊等，也容（róng）易造成模具熱處理後變形較（jiào）大。

1、變形的原（yuán）因

由於模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角，因此（cǐ）在淬火時（shí）引起模具各部位之間的熱應力和組織應力的不同，導致各部（bù）位體積膨脹的不（bú）同，使模具淬火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿足實際生產（chǎn）需要的情況下，應盡（jìn）量減少模（mó）具厚薄懸殊，結構不對稱，在模（mó）具的厚薄交界（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，預留加工（gōng）餘量，在淬火（huǒ）後不致於（yú）因為模具變（biàn）形而使模具報廢。對（duì）形狀（zhuàng）特別複雜的模具，為（wéi）使（shǐ）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（de）影響

模具熱處理後的（de）變形一般都（dōu）認為是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是複雜模具，加（jiā）工（gōng）工藝的正確與否對模具（jù）的變形往往產生較（jiào）大（dà）的影響，對一些模具加熱工藝的對比可明顯看出，加熱速度較快，往往產生較大的變形。

任何金（jīn）屬（shǔ）加熱時都要膨（péng）脹，由於鋼在加熱（rè）時，同一個模具（jù）內，各部（bù）分的溫度不均（即加熱的不均勻）就必然會造（zào）成（chéng）模具（jù）內各部分（fèn）的膨脹的不一致性，從而形成（chéng）因加熱（rè）不均（jun1）的內（nèi）應力。在鋼的相變點以下（xià）溫度，不（bú）均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變（biàn）的不等（děng）時性，既產生組織應力（lì）。因此加熱速度越快，模（mó）具表麵與心部（bù）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（màn）加熱（rè），一般來說，模（mó）具真空熱處理變形要比（bǐ）鹽浴爐加（jiā）熱淬火（huǒ）小得多。采用預熱，對於低合金鋼模（mó）具可采用一次預（yù）熱（rè）（550-620℃）；對於高合金剛模具應（yīng）采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的（de）影響

一些廠家為（wéi）了保證模具達到較高硬（yìng）度，認為（wéi）需提高淬火加熱溫度。但（dàn）是生產實踐表明，這種做法是不恰當的，對於複雜模具，同樣是采用正常的加熱溫度下進行加熱淬火，在（zài）允許的上限溫度加熱後的熱處理變形要比在允許的下限溫度（dù）加熱（rè）的（de）熱處理變形大得多。

四、殘留奧氏體的（de）影響

一些高合金模具鋼（gāng），如Cr12MoV鋼模具在淬火和低溫回火後（hòu），模具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因為（wéi）模具（jù）淬火後殘留奧（ào）氏體量過多而引（yǐn）起的。

1、變形原因

因合金（jīn）鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含有大量殘留（liú）奧氏體，鋼中各（gè）種組（zǔ）織有不同的比體積，奧氏體的比體積最小，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（gè）種（zhǒng）組織（zhī）的比體積按下列順序（xù）遞減：馬氏體-回火索氏體（tǐ）-珠光（guāng）體-奧氏體

2、預防措（cuò）施

（1）適當降低淬火溫度。正如前（qián）麵敘（xù）述過的淬（cuì）火加熱溫度越（yuè）高，殘（cán）留奧氏體量越大（dà），因此選擇適當（dāng）的淬火加熱溫度（dù）是減少模具縮小的重要措施。一般在保證模具技（jì）術要求的情況（kuàng）下，要（yào）考慮模具的綜合性能，適當降低模具的淬火加熱溫度。

（2）一些數據表明（míng），Cr12MoV鋼模具淬火後，500℃回火較200℃回（huí）火的殘留奧氏體量少（shǎo）了一半，所（suǒ）以在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（míng）：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後（hòu）采取冷（lěng）處理（lǐ）是減少（shǎo）殘（cán）留（liú）奧氏體量的（de）最佳工藝，也是減少模具變形、穩定使用時發生尺寸（cùn）變（biàn）化的最（zuì）佳措施，因此精密複雜模具一般應采用深冷處（chù）理。

結論：

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

（1）合理選材。對精密複雜模（mó）應選擇材質（zhì）好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對（duì）碳化（huà）物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理（lǐ），對較大和無法鍛（duàn）造模具鋼可進（jìn）行（háng）固（gù）溶雙（shuāng）細化熱處理。

（2）模具（jù）結（jié）構設計要合理，厚薄不（bú）要太懸殊，形狀要對稱，對（duì）於變形較大模具要掌握變（biàn）形規律，預留加工餘量，對於大型、精密複雜（zá）模具可采用組合結構。

（3）精密複（fù）雜模具要進行預先熱處理，消除機（jī）械加工過程（chéng）中產生的殘餘應力。

（4）合理選擇加（jiā）熱溫度，控製加熱速度，對於精密複雜模具（jù）可采取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方法（fǎ）來減少模具熱處（chù）理變形。

（5）在保（bǎo）證模（mó）具硬度的前提下，盡量（liàng）采用預（yù）冷、分級冷卻淬火或溫（wēn）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（cuì）火和淬（cuì）火後的深冷處理（lǐ）。

（7）對一些精密複雜的（de）模具可采用預先熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來控製（zhì）模具的精度。

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁（bǎng）孔（kǒng）、機械（xiè）固定、適宜的（de）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向（xiàng）等）和合理（lǐ）的回火（huǒ）熱（rè）處（chù）理工藝也是減少精密複雜（zá）模具（jù）變形的有效措施。

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