一（yī）.模具材料對熱（rè）處理（lǐ）變形的影響

材料對熱處理變形的影響（xiǎng），包括鋼的化學成分及原始組（zǔ）織兩方麵的影響。

從材料本（běn）身來看，主要通過成分對淬透性（xìng）、Ms點等的影響而影響熱處（chù）理變形。

碳素工具（jù）鋼在正常淬火溫度進行水（shuǐ）-油雙液淬火時，在（zài）Ms點以（yǐ）上產生很（hěn）大的熱應力；當冷（lěng）到Ms點以下時，奧氏（shì）體向馬氏體轉變，產生組織應力（lì），但由（yóu）於碳素工具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變（biàn）時，鋼的（de）塑性已經很差，不易發生塑（sù）性變形，因此，就保留了熱（rè）應力作用所造成的變形（xíng）特征，模具型腔趨向收縮。但若淬火溫度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低合金工具鋼製作模具時，其淬火變形規（guī）律與碳（tàn）素（sù）工具鋼相似，但變（biàn）形（xíng）量要比碳素工具鋼要小。

對於一些高合金鋼，如（rú）Cr12MoV鋼等，由於其碳（tàn）及（jí）合金元素含量較高，Ms點較低，因而淬火後有較（jiào）多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作用，因此，淬火後（hòu）的變形（xíng）就相當小（xiǎo），一般用空冷、風冷、硝鹽浴淬（cuì）火（huǒ）時，模具（jù）型腔趨於微量脹大；若（ruò）淬火溫度過高，則殘餘奧氏體量增加，型腔也可能縮小。

若用碳素結構鋼（如45鋼）或（huò）某些合金結構鋼（如40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度（dù）較低，有一定的塑（sù）性，表麵（miàn）對心（xīn）部的瞬時拉伸組織應（yīng）力，易於（yú）超過心部的屈（qū）服強度（dù）而使型腔趨向脹大。

高碳高（gāo）合金鋼（如Cr12型鋼）中碳化（huà）物（wù）偏析對淬火變形的影響特別明顯（xiǎn）。由於碳化（huà）物偏析造成鋼（gāng）加熱至奧（ào）氏體狀態後的成分不均（jun1）勻性，因而，不同區域的Ms點就會（huì）有高有低。在同樣冷卻條件下，奧氏體向馬氏體轉變就有先有後，轉變後的馬氏體就因含碳量不同而比容有大有小，甚至（zhì）有一些（xiē）低碳、低合金（jīn）區域（yù）可能根本得不到馬氏體（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零件淬火後的不均勻變形。

此外，最終熱處理之前的組織狀態對變形也有一定（dìng）的影（yǐng）響，例如，原始組織（zhī）為球狀珠光體的就比片狀珠光體（tǐ）的在淬火後變形傾（qīng）向要（yào）小。所以變形要求嚴格的模具，常（cháng）在粗加工後先進行一次調質處理，然後再進行精加工及最終熱處理。

二.模具幾何形狀對變形（xíng）的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影（yǐng）響，實際（jì）上仍是通過熱應力、組織（zhī）應力來（lái）起（qǐ）作用（yòng）的。由於模具的形狀是多種多樣的，要從中總結出（chū）確切的變形規律，目前還很（hěn）困難。

對於對稱型的模具，可根據型腔（qiāng）尺寸、外形尺寸及（jí）高度（dù）來（lái）考慮型腔的變形傾向。當模具的壁薄、高度小時，則較易於淬透，這時有可能是組織應力起（qǐ）主導作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高度大，則不易淬透，此時可能是熱應力起主導作用，因（yīn）此，型腔（qiāng）常趨（qū）向縮小。這（zhè）裏所說的是（shì）一般趨勢，在生產實踐中，還（hái）須結（jié）合零件的具體形狀，所采用的（de）鋼種及熱處理工藝（yì）等來加（jiā）以考慮，通過（guò）實踐不斷總結出經驗來。由於實際生產中，模具（jù）的外形尺寸往往不（bú）是主要的（de）工作尺寸，且（qiě）變形後還可通（tōng）過磨削加工等加以校正，所（suǒ）以上（shàng）麵分析的主要是型腔的變形趨勢。

對於不對稱的（de）模具的變形（xíng），同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的結果。例（lì）如，對薄壁（bì）薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時內外（wài）溫差小，因而熱應力（lì）小；但容易淬透（tòu），組織（zhī）應力較大，所以變形趨向於型腔脹（zhàng）大。

為了減小模具的變形，熱處理部門應與模具設計部（bù）門共同研究，改善模具設計，如盡可能避免截麵大小相差（chà）懸（xuán）殊的模（mó）具結構、模具形狀力求對稱、複（fù）雜（zá）模具用拚合結構等。

當不（bú）能改變模具形狀時，為了減小變形，還可以采取一些（xiē）其它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各部分（fèn）得以均（jun1）勻（yún）冷（lěng）卻；此外（wài），也可以輔（fǔ）助以各種強製措施，以限（xiàn）製零（líng）件的淬火變形。例如，增加工藝孔，就是使各部分均勻冷（lěng）卻的一個措（cuò）施，即在模具某些部分開孔，使模具各個部分得以均勻地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易（yì）脹大的模具外圍用石棉包住，以（yǐ）增大內孔（kǒng）與外層的冷卻差異，使型腔（qiāng）收縮。在模具上留筋或加筋是減少變形的（de）又一種（zhǒng）強製措施，它特別適用於（yú）型腔脹大的凹模，及槽口易脹（zhàng）大或縮小的模具。

三.熱處理（lǐ）工藝對模具變形的影響

1.加熱速度的影響

一般來說，淬火加熱時，加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越大，易於造成模（mó）具的變形開裂（liè），尤其對於合金鋼及高合金鋼，因其導熱性（xìng）差，尤需注意進行預熱，對於（yú）一些形狀複雜的高合金模（mó）具（jù），還需采取多次分級預熱。但在個別（bié）情況（kuàng）下，采用快速加熱有時反而（ér）可以減少變（biàn）形，這時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應地減少了組織應力和熱應力，且心部變（biàn）形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工廠經（jīng）驗，用於解決孔距變形方麵有（yǒu）一定（dìng）效果。

2.加熱溫（wēn）度的影響（xiǎng）

淬火加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏體的成分與（yǔ）晶粒大小起作用。從淬透性方（fāng）麵看，加熱溫度高，將（jiāng）使熱應力增大，但同時使淬透性增高，因此組織應力也增大，並逐漸（jiàn）占主導地位。

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