熱處理變（biàn）形是模具處理過程的主要缺陷（xiàn），精密複雜模具常因熱（rè）處理變形而報廢，控製精密複雜模具的變形一（yī）直成為熱處理生產中的關鍵問題。

模具在（zài）在淬火過程中，由（yóu）於模具截麵（miàn）各部分加熱和冷卻速度的不一（yī）致而引（yǐn）起的（de）溫度（dù）差，使得模具截麵各部分體積（jī）脹縮不均勻，組織轉（zhuǎn）變的不均（jun1）勻，從而（ér）引起“組織應（yīng）力”和模具內外溫差所引起的熱（rè）應（yīng）力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引（yǐn）起模具的變形或者碎裂！

一、模具（jù）材料的影響

1．模具材質的（de）影響

某廠（chǎng）一批Cr12MoV鋼較複（fù）雜模具，模具都帶有（yǒu）￠60mm圓孔，模具（jù）熱處理後，部分模具（jù）圓孔出現橢（tuǒ）圓，造成模具報廢。

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現（xiàn）較大變形。對變形（xíng）嚴重的模具進行金相分析（xī）發現，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（yuán）（變形）產（chǎn）生的原因這是因為模具鋼中（zhōng）呈（chéng）一定方向分布（bù）的不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼（gāng）的基體組織（zhī）小３０％左右，加熱時它阻（zǔ）止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔（kǒng）收縮，使模具內孔發（fā）生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精密複（fù）雜（zá）模具時，要盡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差鋼（gāng）材。②對存在碳化（huà）物嚴重偏（piān）析的模（mó）具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化物晶（jīng）塊，降（jiàng）低碳化物不均勻分布的等級，消（xiāo）除性能的各向異性。③對鍛後的模具（jù）鋼要進行（háng）調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻（yún）、細小（xiǎo）和彌散的索氏體組織、從而減（jiǎn）少精密（mì）複雜模（mó）具（jù）熱處理後（hòu）的變形。④對（duì）於尺（chǐ）寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，棱角（jiǎo）圓整化，可（kě）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很好，但是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝（gōu）槽、突變的台（tái）階、厚薄懸殊等，也（yě）容易造成模具熱處理後變形較大。

1、變形的原因

由於模具（jù）各處（chù）厚薄不均或存在尖銳圓角，因（yīn）此在（zài）淬火時引起模具各部位之間的熱應力和組織應力的不同，導致（zhì）各部位體積膨脹的不同，使模具淬火後（hòu）產生變形。

2、預防措施

設計模（mó）具時，在滿足實際生產（chǎn）需要的情況下，應盡量減少模具（jù）厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結構設（shè）計。根據（jù）模具的變形規（guī）律，預留加工餘量，在淬火後不（bú）致於因為模具變形而使模具（jù）報廢。對形狀特別複雜的模具（jù），為使淬火時冷卻均勻，可采用給（gěi）合結（jié）構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱處（chù）理後的變形一般都認為（wéi）是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是（shì）複雜模具，加工工藝的正確與否對模具的變形往往產生較大的影（yǐng）響，對一些模具（jù）加熱工藝的對比可明顯看出，加熱速度較快，往往產生較（jiào）大的變形。

任何金屬加熱時都要膨脹，由於鋼在加熱時，同（tóng）一個模具內，各部分的溫度不均（即（jí）加熱的不（bú）均勻（yún））就必然會造成模具內各部分的膨（péng）脹的不一致性，從（cóng）而形成（chéng）因加熱（rè）不（bú）均的內應力。在鋼的相變（biàn）點以下溫度，不均勻的加熱主要產生（shēng）熱應力，超過相變溫度加熱（rè）不均勻（yún），還（hái）會產生（shēng）組織轉（zhuǎn）變的不等時性，既產（chǎn）生組織應力。因此加熱速（sù）度越快，模具表麵（miàn）與心部的（de）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（fù）雜模具在相變（biàn）點以下加熱時應緩慢加熱，一（yī）般來說，模（mó）具真空熱處理變（biàn）形要比鹽浴爐加熱淬火小得多（duō）。采（cǎi）用預熱，對於低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

一些（xiē）廠家為了保證模（mó）具達到（dào）較高硬度，認為需提高淬（cuì）火加熱溫度。但是生產實踐表（biǎo）明（míng），這種做法是不恰當的，對於複雜（zá）模具，同（tóng）樣是采用正常的加熱溫度下進行加熱（rè）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

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

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼（gāng）)淬火後含有大（dà）量（liàng）殘留奧（ào）氏體，鋼中各種組織（zhī）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（hòu）體積發生縮小的主（zhǔ）要原因。鋼的各種組織的比體（tǐ）積按下列順序遞減（jiǎn）：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施

（1）適（shì）當降低淬火溫度。正如前麵敘述過的淬火加熱溫度（dù）越高，殘留（liú）奧氏體（tǐ）量越大，因此選擇（zé）適當的淬火加熱溫度是減少模具縮小的重要（yào）措施。一（yī）般在保證模具（jù）技（jì）術要（yào）求（qiú）的情況（kuàng）下，要考慮模具（jù）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，Cr12MoV鋼模具淬火（huǒ）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要求（qiú）的前提下，應適（shì）當提（tí）高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼（gāng）模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷處理是減少殘留奧氏（shì）體量的最佳（jiā）工藝，也是減少模具（jù）變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精（jīng）密複雜模（mó）具一般應采用（yòng）深冷處理（lǐ）。

結論：

精密複雜模（mó）具的變形原因往往是（shì）複雜的，但是我們隻要掌握其變形規律，分析（xī）其產生的原因，采用不同的方法進行（háng）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（mì）複雜（zá）模具的熱處理變形可采取一（yī）下方法預防。

（1）合理選材。對精密複雜（zá）模應選擇材質好的（de）微變形模具鋼（如空（kōng）淬鋼），對碳化物（wù）偏析嚴重的模（mó）具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和無法鍛（duàn）造模具鋼可進行固溶雙細化（huà）熱處理。

（2）模具（jù）結構設計（jì）要合理，厚薄不要（yào）太懸殊，形狀要對稱（chēng），對於變形較大模具要掌握（wò）變形規律，預留加工（gōng）餘量，對於大型、精密複雜模具可（kě）采用組合結構。

（3）精密複雜模具要進行預先（xiān）熱處理，消除機械加（jiā）工過程中產生的殘餘（yú）應力。

（4）合理選擇加（jiā）熱溫度，控製加熱速度，對於精密複雜（zá）模具可采取緩（huǎn）慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方（fāng）法來減少模具熱處理變（biàn）形。

（5）在保證模具硬度的前提（tí）下，盡量采（cǎi）用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

（6）對精密複（fù）雜模（mó）具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加（jiā）熱淬火（huǒ）和淬火（huǒ）後的深冷處理。

（7）對（duì）一些精密複雜的模具可采用預先熱處理、時效熱處（chù）理、調質氮化熱處理來控製模具的精度。

最後，正確的熱（rè）處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜（yí）的加熱方（fāng）法、正（zhèng）確選擇模具的冷卻（què）方向和在冷卻介質中的運動方向等）和合理的回火熱（rè）處理工藝也（yě）是（shì）減少精密複雜模具變形的有效措施。

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