熱處（chù）理變形是模具處理過程的主要缺陷，精密複雜模具常因熱處理變（biàn）形而報廢，控製精密複雜模具的變形一（yī）直成為熱處理生（shēng）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不一致而（ér）引起的溫度差（chà），使得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（yǐn）起“組織應力”和模具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極限時（shí）,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

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

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現較大變形。對變形嚴重的（de）模（mó）具進行金相分析發現，模具鋼（gāng）中（zhōng）含有大量共晶碳化（huà）物，且呈帶狀（zhuàng）和塊狀（zhuàng）分布。

（1）模具橢圓（變形）產生的原因這是因為模具鋼中呈一（yī）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體組織小３０％左右，加熱時它阻止模具內孔膨脹（zhàng），冷卻時又（yòu）阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使模（mó）具的圓孔出（chū）現橢圓。

（2）預（yù）防措施①在製（zhì）造精密複雜模具時，要盡量選擇碳（tàn）化物偏析（xī）較小的模（mó）具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠（chǎng）生產（chǎn）的材質較差鋼材。②對存在碳化物（wù）嚴重偏析的模具（jù）鋼要進行（háng）合理鍛（duàn）造，來打碎碳化物（wù）晶塊（kuài），降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能的各向異性（xìng）。③對鍛後（hòu）的模具鋼要（yào）進行調質熱處理（lǐ），使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索（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（zào）的模具，可采用固溶雙細化（huà）處理，使碳化物細化、分布均勻（yún），棱角圓（yuán）整化，可達到減少模具熱處理變形的（de）目（mù）的（de）。

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（kōng）淬鋼等。

二（èr）、模具結構設計的影響

即使模具選材和鋼的（de）材質都（dōu）很好，但（dàn）是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變（biàn）的台階、厚薄懸殊等，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（jù）各處厚薄不均或存在（zài）尖銳圓角，因此在淬火時引起模具各部位之間的熱應力和組織應力的不同（tóng），導致各部位體（tǐ）積膨（péng）脹的不同，使模具淬（cuì）火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿（mǎn）足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄（báo）懸殊，結構不（bú）對稱，在模（mó）具的厚薄交界處，盡可能（néng）采用平滑過（guò）渡等結構設計。根據模（mó）具的變（biàn）形規律，預留加工餘量，在淬（cuì）火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火時冷（lěng）卻均勻，可采用（yòng）給合結構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱（rè）處理後的變形（xíng）一般都認為是冷卻（què）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（fǒu）對模具的變形往往產生較大的影響，對一（yī）些模具加（jiā）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（hé）金屬加熱時都要膨脹，由於鋼在加熱時，同一個模（mó）具內，各部（bù）分的溫度不均（即加熱（rè）的不均勻（yún））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（gāng）的（de）相變點以（yǐ）下溫度，不均勻的加（jiā）熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變的不等時性，既產（chǎn）生（shēng）組織應力（lì）。因此加熱速度越快，模具表麵與心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理（lǐ）後產（chǎn）生的變形也越大。

對複雜模（mó）具在相變點以下加熱時應緩慢（màn）加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱（rè），對於低合金鋼（gāng）模具可采用一次預熱（550-620℃）；對於高合金（jīn）剛模具應采用二次預熱（rè）（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的影響

一些廠家為了保證模具（jù）達到較高硬度，認為需（xū）提高（gāo）淬火加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做法是不恰當（dāng）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，在允許的上限溫度加熱後的熱處理（lǐ）變形要比（bǐ）在允許（xǔ）的下限溫度加熱的（de）熱處理變形（xíng）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（hòu），模具的長、寬、高（gāo）皆發生縮小現象，這是因為模具淬火後殘留奧（ào）氏體量（liàng）過多而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火（huǒ）後含有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不（bú）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（tǐ）積發生縮小的主要原因。鋼（gāng）的各種組織的比體（tǐ）積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施（shī）

（1）適當（dāng）降低淬火溫度。正（zhèng）如前麵敘（xù）述過的淬火加（jiā）熱溫度（dù）越高，殘（cán）留奧（ào）氏體量越大，因此（cǐ）選擇適當的淬火加熱溫度是減少模（mó）具縮小的重要措施。一般在保證模具技術要求的（de）情況下，要考慮模具的綜合性（xìng）能，適當降低（dī）模（mó）具的淬火加熱溫度。

（2）一些數據（jù）表明，Cr12MoV鋼模具淬火後，500℃回火較（jiào）200℃回火的殘留奧氏體量少了一（yī）半，所以在保證模具技術（shù）要（yào）求的前提下，應適當提高回火溫度。生（shēng）產實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回（huí）火模具變形量最小（xiǎo），而硬度降（jiàng）低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後（hòu）采取冷處理（lǐ）是減少殘（cán）留奧氏體量的最佳工藝，也是減少模具變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精密（mì）複雜模具一（yī）般應采（cǎi）用深冷處理。

結論：

精（jīng）密複雜模具的變形原因往往是複雜的，但是我們隻要掌（zhǎng）握其變形（xíng）規（guī）律，分析其產生的原因，采用不（bú）同的方法（fǎ）進行預防模具的變形是（shì）能夠（gòu）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變形可采（cǎi）取一下方法預防。

（1）合理選材。對（duì）精密複雜模應選擇材質好的微（wēi）變形模具（jù）鋼（如空淬鋼），對碳化物偏（piān）析嚴重的模具鋼應進行（háng）合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和無法鍛（duàn）造（zào）模具鋼可進行（háng）固溶雙細化熱處理。

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

（3）精密複雜模具要進行預（yù）先（xiān）熱（rè）處理，消除機械加工過程中產生的殘餘應力。

（4）合理選擇加熱溫度，控製加熱速度（dù），對於精密複雜模具可（kě）采取緩慢加熱、預熱（rè）和（hé）其他均衡加（jiā）熱的方法來減少模具熱處（chù）理（lǐ）變形（xíng）。

（5）在保證模具硬度的前提下，盡量采（cǎi）用預冷、分（fèn）級冷卻淬火或溫淬火工（gōng）藝。

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

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

最後，正確的熱處理工藝操作（如堵（dǔ）孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選擇模（mó）具的冷卻方向和在冷卻（què）介質中的運動方向等）和（hé）合理的回（huí）火熱處（chù）理工藝也是減少精密複雜（zá）模具（jù）變形的有效措施（shī）。

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