熱處理變形是模具處（chù）理過程（chéng）的主（zhǔ）要缺陷，精（jīng）密複雜模具常因熱處理變形（xíng）而報廢，控製精密複（fù）雜模具的變（biàn）形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。

模具在在淬火過程中，由於模具截麵各部分加熱和冷卻速度的不一致（zhì）而引起的溫度差，使得模具截麵各部分（fèn）體積脹縮（suō）不均勻，組織轉變（biàn）的不均勻，從而引起“組織（zhī）應力”和模具內外溫差所引起的熱應力（lì）。當其內應力超過模具的屈（qū）服極限時,就會引起模具的變形或者（zhě）碎裂！

一、模具（jù）材料的影響

1．模具材質的影響

某廠（chǎng）一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具都帶（dài）有￠60mm圓（yuán）孔，模具（jù）熱處理後（hòu），部分模具圓（yuán）孔出現橢圓，造成（chéng）模具報廢。

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

（1）模具橢圓（變形（xíng））產生的原因這是因為模具鋼中呈一定（dìng）方向分布的不均勻碳化物（wù）的存在，碳化物的膨脹（zhàng）係數比鋼的基體組織（zhī）小３０％左右，加熱（rè）時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具（jù）內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使模具（jù）的圓孔出現橢（tuǒ）圓。

（2）預防措施①在（zài）製造精密複雜模具（jù）時，要盡（jìn）量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產的材質較（jiào）差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要（yào）進行合（hé）理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物（wù）不均勻分布的等級，消除性能的（de）各向異性。③對鍛後的模具鋼要進行（háng）調質熱處理，使之獲得（dé）碳化物分布均勻、細小和彌散的索（suǒ）氏體組織、從而減少精密複雜模（mó）具熱處理後的變形。④對於尺寸較大或無法鍛造的模具，可采用固（gù）溶雙細化處理，使（shǐ）碳化物細化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱處理變形的目的。

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）很好，但是如果模具結（jié）構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸（xuán）殊等，也容易造成模具熱處理後變形較大。

1、變形的原因

由於模具各處（chù）厚（hòu）薄不均或存在尖銳圓角，因此在（zài）淬火時引起模具各部（bù）位之間的熱應力和（hé）組織應力的不同，導致各部位體（tǐ）積膨脹的不同，使模具淬火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿足實際生產需要（yào）的情況下，應盡量減少模（mó）具厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的（de）厚（hòu）薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律，預留加工餘量，在淬火後不致於因（yīn）為模具變形而使模具報廢。對形狀特別（bié）複雜的模（mó）具，為使（shǐ）淬火（huǒ）時冷卻均勻，可采用（yòng）給合結構。

三（sān）、熱處理加熱工藝的影響（xiǎng）

1、加熱速度的影響

模具熱（rè）處理後的變形一般都認為是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是複雜模具，加工工藝的正確與否對模（mó）具的（de）變形往往產生（shēng）較大的影響，對一些模具加熱工藝的對比可明顯看出，加熱速（sù）度較快，往往產生較大的變形。

任何金（jīn）屬加熱時都要膨（péng）脹，由於鋼在加熱時，同（tóng）一個模具內，各（gè）部分（fèn）的溫度不均（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，從而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫（wēn）度，不（bú）均勻的加熱主（zhǔ）要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉（zhuǎn）變的不等時性，既產生組織（zhī）應力。因此加熱速度越快，模具表麵與心部的溫度差別越大，應（yīng）力也越大，模具熱處理後產生的變（biàn）形也越大。

對複（fù）雜模具在（zài）相變點以下加熱時應緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變（biàn）形要（yào）比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱（rè），對於低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）；對（duì）於（yú）高合（hé）金剛模（mó）具應采用二（èr）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（zhǒng）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（cuì）火，在允許（xǔ）的上（shàng）限溫度加熱後的（de）熱處理（lǐ）變形要比在允（yǔn）許的下限溫度加熱的（de）熱處理（lǐ）變形大得多。

四、殘留奧氏體的影響

一些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具在淬火和低溫回火後，模（mó）具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因為模具淬火後殘留奧氏（shì）體量過多而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬（cuì）火後含有大量殘（cán）留（liú）奧氏體，鋼中各種（zhǒng）組織有不同的比體積，奧（ào）氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具（jù）淬火（huǒ）低溫回火後體（tǐ）積發生縮（suō）小的主要原因。鋼的各種組織的（de）比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體（tǐ）-珠光體-奧氏體

2、預（yù）防措施

（1）適當降低淬（cuì）火溫度（dù）。正如前麵敘述過的（de）淬火加熱溫度越高，殘（cán）留奧氏體量越大，因此選擇（zé）適當的淬火加熱溫（wēn）度是減少模具縮小的重要措施。一般在保證模（mó）具（jù）技術要求的（de）情況下，要考慮模具的綜合性能，適當降（jiàng）低模具的淬火加熱溫（wēn）度。

（2）一些數據表（biǎo）明，Cr12MoV鋼模（mó）具（jù）淬火後（hòu），500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了（le）一半，所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：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不（bú）多（2~3HRC）。

（3）模具淬（cuì）火後（hòu）采取冷處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也是減少模具變形（xíng）、穩定使用時發生尺寸變化的最（zuì）佳措施，因此精密複雜模具一般應采用深冷處理。

結論：

精密複雜模具的變（biàn）形原因往（wǎng）往是複雜的，但是我們（men）隻要掌握其變形（xíng）規律，分析其產生的（de）原因，采用（yòng）不同的方（fāng）法進行預防模具（jù）的變形（xíng）是能夠（gòu）減（jiǎn）少的，也是能夠控製的。一般來說，對精密複雜模具的（de）熱處理變形可采取一下方法預防。

（1）合理選材。對精密複雜模應（yīng）選擇材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴重的模（mó）具鋼應進行（háng）合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和無法鍛造模（mó）具（jù）鋼可進行固溶雙（shuāng）細化熱處理。

（2）模具結構設計要合理，厚薄不要太（tài）懸殊，形狀要對稱，對於變形較大模具要掌握變形規律，預留加（jiā）工餘量，對於大型、精密複雜模（mó）具可采用組合結構。

（3）精密複雜模具要進行預先熱處理，消除機械加工過程中產生的（de）殘餘應力。

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

（5）在保（bǎo）證模具硬度（dù）的前提下，盡量（liàng）采用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火（huǒ）工藝（yì）。

（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火和淬火後的深冷處理。

（7）對（duì）一些精密複雜（zá）的模具可采用預先熱處理（lǐ）、時（shí）效（xiào）熱處理、調質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（如堵孔、綁孔、機（jī）械固定、適宜的加熱方法、正確選擇（zé）模（mó）具的冷卻方向和在冷卻介質中的運動方向等（děng））和合理的回火熱處理工藝也（yě）是減少精密複雜模具變形（xíng）的有效措（cuò）施。

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