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形而報廢，控製精密複雜模具的變形一直成（chéng）為熱處理生產中（zhōng）的關鍵問題。

模具在在淬火過程中（zhōng），由於模具截麵各（gè）部分加熱和冷卻速度的不一致而（ér）引起的溫度差，使得模具截麵各（gè）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（jù）內外溫差所引起的熱應（yīng）力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變形或者碎裂！

一、模具材（cái）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，模具熱處理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成模（mó）具報廢。

一般（bān）來說Cr12MoV鋼是微（wēi）變形（xíng）鋼，不應該出現較（jiào）大變形。對變形嚴重的模具進行金相分析發現，模具鋼中含有（yǒu）大量共晶碳化物，且呈帶狀和（hé）塊狀分布（bù）。

（1）模具橢圓（yuán）（變（biàn）形）產（chǎn）生的原因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不（bú）均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的（de）基體組織小３０％左右，加熱時（shí）它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精密複雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的（de）模具鋼，不要（yào）圖（tú）便宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理（lǐ）鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物（wù）不（bú）均勻分（fèn）布的等級，消除性能的（de）各（gè）向異性。③對鍛後的模具鋼（gāng）要進行調質熱處理，使之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（zá）模具熱處理後的變形（xíng）。④對於尺（chǐ）寸較大或無法鍛造（zào）的模具，可（kě）采用（yòng）固溶雙細化處理，使碳化物（wù）細（xì）化、分布（bù）均勻，棱角圓整化，可（kě）達到減少模具熱處理（lǐ）變形的目的（de）。

2．模具的選材

製造精密（mì）複雜、要求變形較小的模具，要盡量（liàng）選用微變（biàn）形鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設計（jì）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、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易造（zào）成（chéng）模（mó）具熱處理後變形較大。

1、變形（xíng）的原因

由（yóu）於模具各處厚薄不均或存在尖（jiān）銳圓角，因此在淬火時引（yǐn）起（qǐ）模具各（gè）部位之間的熱應力和組織應力的不同，導致各部位體積膨脹的不（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（zú）實（shí）際生產需要的（de）情況下，應盡（jìn）量減少模具厚（hòu）薄懸殊，結構不對稱，在模（mó）具的厚薄交界處，盡（jìn）可（kě）能（néng）采（cǎi）用平滑過（guò）渡等結構設計。根據模具的變形（xíng）規律，預留加工餘量（liàng），在淬火後不致於因為模具變形而（ér）使模具報廢。對形狀特別複雜的模（mó）具，為使淬火時冷卻均勻，可采（cǎi）用給合結構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響

模具熱處理（lǐ）後的變形一般都認為是冷卻造成的（de），這是不正確的。模（mó）具特別是複雜（zá）模具，加工工藝的正確與否對模具的變形往往產生較（jiào）大的影響，對一些模具加熱工藝的（de）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）屬加熱時都要膨脹（zhàng），由於鋼在加熱（rè）時，同一（yī）個（gè）模具內，各部分的溫度不（bú）均（即加熱的不（bú）均勻）就必然會造（zào）成模具內各部（bù）分的膨脹的不一致性，從（cóng）而形成因加（jiā）熱（rè）不均的內應力。在鋼（gāng）的相變點以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還（hái）會產生（shēng）組織（zhī）轉變的不等時性，既產生組織應力（lì）。因此加熱速度越快，模具表麵（miàn）與心（xīn）部的溫度差別越大（dà），應力也越大，模（mó）具熱處理後產生的變形也越大。

對複雜模具在相（xiàng）變點（diǎn）以下加熱時（shí）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（cuì）火小得多。采用預熱，對於低合金鋼模具可采用一次（cì）預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應采用二次預熱（rè）（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫度的（de）影響

一些廠家為了保證模具達到較（jiào）高硬度（dù），認為需提高淬火（huǒ）加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做法是不恰當的，對（duì）於複雜模具（jù），同樣是采用正常的加熱溫度下進行加（jiā）熱淬火，在允許（xǔ）的上限溫度（dù）加熱後的熱處理變形要比在允許的下（xià）限溫度加熱的熱處理（lǐ）變形大得多（duō）。

四（sì）、殘留奧氏體的影響

一些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼模具（jù）在淬火和低（dī）溫回火後，模具的長、寬、高皆發（fā）生縮小現象，這（zhè）是因為模具淬火（huǒ）後殘留奧氏體量過多而引起的。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬（cuì）火後含有（yǒu）大量殘留奧（ào）氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具（jù）淬火低溫回火後體積發生縮小的主要（yào）原因。鋼的（de）各種組織的比（bǐ）體積按下列順（shùn）序遞（dì）減：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（wēn）度。正如前（qián）麵（miàn）敘述過（guò）的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因（yīn）此選擇適（shì）當的淬火加熱溫度是減少模（mó）具縮小的重要措施。一（yī）般在保證模具技術要求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當降低模具的淬火（huǒ）加熱溫度。

（2）一些數據表（biǎo）明，Cr12MoV鋼模具淬火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半，所（suǒ）以在保證模具技術要求的前提下，應（yīng）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，而硬度降低不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取（qǔ）冷處理是減少殘留奧氏體（tǐ）量的（de）最佳工（gōng）藝，也（yě）是減少模具變形（xíng）、穩定使用時發生（shēng）尺寸變化（huà）的最佳措施，因此精密複雜模具一般應采用深冷處理。

結論：

精密複雜（zá）模具的變形原因（yīn）往往是複雜的，但是我們隻要掌握其變形規律，分析（xī）其產生的原因，采用（yòng）不同（tóng）的方法進行預防模具的變形是能夠減少的，也是能夠（gòu）控製的。一般來說，對精密複雜模具的熱處理變形可采取一下方法預（yù）防。

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

（2）模具結構設（shè）計要合理，厚薄不要太懸（xuán）殊，形狀要對稱，對於變形較（jiào）大模具要掌握變形（xíng）規律，預留加工餘量，對於大型（xíng）、精密複雜模具可采用組合（hé）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（chǎn）生的殘餘應力（lì）。

（4）合理選擇加熱溫度，控製（zhì）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（jiā）熱的方（fāng）法來減少模具熱處理變形。

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

（6）對精密複雜模具，在條件（jiàn）許可（kě）的情況下，盡量（liàng）采用真空加熱淬火和淬火後的深冷（lěng）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、調（diào）質氮（dàn）化熱處理來（lái）控製模具的精（jīng）度。

最後，正確的（de）熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介（jiè）質中的運動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精密複雜模具變形（xíng）的（de）有效措施（shī）。

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