熱處理變形是模具處理（lǐ）過程的主要缺陷，精密複雜模具常因熱處理變形而報廢，控製精密複雜（zá）模具的變形一直（zhí）成為（wéi）熱處理生產中的關鍵問題。

模（mó）具在在淬火過程中，由於模具（jù）截麵各部分加熱和冷卻速（sù）度的不一致而引起的溫度差，使得模具截麵各部分體積脹縮（suō）不均勻，組織（zhī）轉（zhuǎn）變的不均勻，從（cóng）而引起“組織（zhī）應力”和模具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模（mó）具的屈服極限時,就會引起模（mó）具的變形或者碎裂（liè）！

一、模具材料的影響

1．模具（jù）材（cái）質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具都帶有￠60mm圓孔，模具熱處理後，部（bù）分模具圓孔出現橢圓，造成模（mó）具（jù）報廢。

一般來（lái）說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現較大變形。對變形嚴（yán）重的模具進行金相分析發現，模（mó）具鋼中含有大量共（gòng）晶（jīng）碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具（jù）橢圓（變形）產生的（de）原因這是因為模具鋼中（zhōng）呈一定方向分（fèn）布的不均（jun1）勻碳化物的存在，碳化（huà）物的膨脹係數比鋼的基體組織小３０％左右，加熱時它阻（zǔ）止模具內孔膨脹，冷（lěng）卻時又阻止（zhǐ）模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使（shǐ）模具的圓孔出現橢（tuǒ）圓。

（2）預防措施①在製造精密複雜模具時，要盡量選擇碳化（huà）物偏析（xī）較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小（xiǎo）鋼廠生產（chǎn）的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴（yán）重偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化（huà）物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等（děng）級，消除性能的各向異性。③對鍛後的模具鋼要進行（háng）調質（zhì）熱（rè）處理，使之（zhī）獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密複雜模具熱處理後的變形。④對（duì）於尺寸（cùn）較大（dà）或無法鍛造的（de）模具，可采（cǎi）用固溶雙細（xì）化（huà）處理，使碳化物細化、分布均勻，棱角圓（yuán）整（zhěng）化，可達到減少模具熱處理變形的目（mù）的。

2．模具的選材

製造精密複雜、要求變形較小的模具，要盡（jìn）量選用微變形鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設計的影響（xiǎng）

即（jí）使模具選材和（hé）鋼的材（cái）質都很好，但是如（rú）果模（mó）具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容（róng）易造成（chéng）模具熱處理後變形（xíng）較大。

1、變形的原因

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

2、預防（fáng）措施

設計模具（jù）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，結構（gòu）不對（duì）稱，在模具的厚薄交界處（chù），盡可（kě）能采用平（píng）滑過渡等結構設計。根（gēn）據模具的變形規律，預留加（jiā）工餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模（mó）具報廢。對形狀特別複雜的模（mó）具，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結（jié）構。

三、熱（rè）處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱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（shì）複雜模具，加（jiā）工工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（bǐ）可明顯看出，加（jiā）熱速（sù）度較快，往（wǎng）往（wǎng）產生較（jiào）大的變形。

任何（hé）金屬（shǔ）加熱時都要膨脹，由於鋼在加熱時，同一個（gè）模具內，各部分的溫度不均（即加熱的不均勻）就必然（rán）會造成（chéng）模具內各（gè）部分的（de）膨脹的不（bú）一致性，從而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點（diǎn）以下溫度，不均勻的加（jiā）熱主要產生熱應力，超過相變溫度加（jiā）熱不均（jun1）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（jiā）熱速度越快（kuài），模（mó）具（jù）表（biǎo）麵與心部（bù）的溫度差（chà）別越大，應力也越（yuè）大，模具（jù）熱處理後產生的變形也越大。

對（duì）複雜模具在相變點以下加（jiā）熱時應緩慢加熱，一般來說（shuō），模具真空熱（rè）處理變（biàn）形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱，對於低合（hé）金鋼模具可采用一（yī）次預熱（550-620℃）；對於高合（hé）金剛模具應（yīng）采用二次預熱（550-620℃和（hé）800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

一些廠家（jiā）為了保證模具達（dá）到較高硬度，認為需提（tí）高淬火加熱溫度。但是生產實踐表（biǎo）明，這種做法是不（bú）恰當的，對於複（fù）雜模具，同樣是采用正常的加熱溫度下（xià）進行加熱淬火，在允許的上限溫度加（jiā）熱後的熱處理變形要比在允許的下限溫度加熱的熱處理變形大得多。

四、殘留奧氏體的影響

一（yī）些高（gāo）合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具在淬火和低溫回火後，模具（jù）的長、寬、高皆發生縮小（xiǎo）現象，這是因為模具淬火後殘留奧氏體量過多（duō）而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含（hán）有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏體的比（bǐ）體積最小，這是高合金鋼模具淬火（huǒ）低溫回火後體積發（fā）生縮小的主要原因。鋼的各（gè）種組織的比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體（tǐ）

2、預防措施

（1）適當降低淬火溫度。正如前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。一般在保證模具技術要求的情況下，要考慮模（mó）具的綜合性能，適當降低模具的淬火加（jiā）熱溫度。

（2）一些數據表明，Cr12MoV鋼模（mó）具淬火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半，所以在保證模具技術（shù）要（yào）求的前提下，應（yīng）適（shì）當提高回火溫度。生產（chǎn）實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小，而（ér）硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模（mó）具（jù）淬火後采取冷處理（lǐ）是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也（yě）是減（jiǎn）少模具（jù）變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精密複雜模具一般應（yīng）采（cǎi）用深冷處（chù）理。

結論：

精密複雜模具的變形原因往往是複雜的，但是我們隻要掌握其變形規律，分析其產生的（de）原因，采用不同的方（fāng）法（fǎ）進行預防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控製（zhì）的。一般來說，對精密複（fù）雜模具的熱處理變形可采（cǎi）取一下方法預防。

（1）合理選材。對精密複雜模應選（xuǎn）擇材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對（duì）碳化物（wù）偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調（diào）質熱處理（lǐ），對較大和無法鍛（duàn）造模具鋼可進行固溶雙細化熱處理。

（2）模具（jù）結構設（shè）計要合理，厚（hòu）薄不要太懸殊，形狀（zhuàng）要對稱，對於（yú）變形較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於（yú）大（dà）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（cán）餘應力。

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

（5）在保證模具（jù）硬度的前提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬（cuì）火或（huò）溫淬火工藝（yì）。

（6）對精密複雜模具，在條件許可的情況下，盡量采（cǎi）用真（zhēn）空加熱淬火（huǒ）和淬火後的深冷處理。

（7）對一些（xiē）精密複雜的模具可采用預先（xiān）熱處理、時效熱處理（lǐ）、調質氮化（huà）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、機械固定、適宜的加（jiā）熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷（lěng）卻介質中的運動方向等）和合理的（de）回火熱處（chù）理工藝也是（shì）減（jiǎn）少精密複（fù）雜模具變形（xíng）的有效措施。

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