一.模具材料對熱處理變形的影響

材料（liào）對熱處理變形（xíng）的影響，包括鋼的（de）化學成分及原始組織兩方麵的影響。

從材料本身來看，主要（yào）通過成分對（duì）淬透性、Ms點等的影響而影響熱處理（lǐ）變形。

碳素工具鋼在（zài）正常淬火溫度進行水-油雙液淬火時，在Ms點以上產（chǎn）生很大的熱應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏體轉變，產（chǎn）生組織應力，但（dàn）由於碳素工具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不大。加（jiā）上其Ms點不高（gāo），在發生馬氏體組織（zhī）轉變時，鋼的塑（sù）性已經很差，不易（yì）發生（shēng）塑性變形，因此，就保留了熱應力作用所造成的變形特征，模具型（xíng）腔趨向收縮（suō）。但若淬火溫度提高（>850℃），也可能因組織應（yīng）力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼（gāng）等（děng）低（dī）合金工具鋼（gāng）製作模具時，其淬火變形規律與碳素工具鋼相似，但變形量要比碳素工具鋼要小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元素含量較高，Ms點較（jiào）低，因而淬火後有較多的殘餘（yú）奧氏體，它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作用，因此，淬火後的變形就（jiù）相（xiàng）當小（xiǎo），一般用空冷（lěng）、風冷、硝鹽浴淬（cuì）火時，模具（jù）型腔趨於微量脹大（dà）；若淬火溫度過高，則殘（cán）餘奧氏體量增加，型腔也可能縮小。

若用碳素結構（gòu）鋼（如45鋼）或（huò）某些合金（jīn）結構鋼（如40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表麵開（kāi）始馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度（dù）較低，有一定的塑性，表麵對（duì）心部的瞬時拉伸組織應力（lì），易於超過心部的屈服強度而使型腔趨向脹大。

高碳高合金鋼（gāng）（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火變（biàn）形（xíng）的影響特別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加（jiā）熱（rè）至奧氏體狀態後的成分不均勻性，因而，不同區域（yù）的（de）Ms點就會有高有低。在同樣冷卻條件（jiàn）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（bú）同而（ér）比容有大有小，甚至有一些低碳、低合金區域可能根本得不到馬氏體（而得（dé）到貝氏體、屈氏體等），所有這（zhè）些都會造成零件淬火後的不均勻（yún）變形。

此外，最終（zhōng）熱處理之前的組（zǔ）織狀（zhuàng）態對變形也有一定的影響，例如，原始組織為球狀珠光體的就比片狀珠光體（tǐ）的在淬（cuì）火後變形傾向要小。所以變形要求嚴格的模具，常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（rè）處理。

二（èr）.模具幾何形狀對變（biàn）形的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影響，實際上仍是通過熱（rè）應力、組織應力來起作用（yòng）的（de）。由於模具的形狀是（shì）多種多樣的，要從中總結出確切的變形規律，目前還很困難。

對於對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸（cùn）及高（gāo）度來考慮（lǜ）型（xíng）腔的（de）變形傾向。當模具（jù）的壁薄、高度（dù）小時（shí），則（zé）較易於淬透，這時有可能是組織應力起主導作用，因（yīn）此，型腔（qiāng）常（cháng）趨向脹大。反之，壁厚、高度大，則不易淬透，此時（shí）可能是熱應力起主導（dǎo）作用，因此，型腔常趨向縮小。這裏所說的是一般趨（qū）勢，在生產實踐中，還須結合零件的具體形（xíng）狀，所采用的（de）鋼種及熱處（chù）理工藝等來（lái）加以考慮，通過實（shí）踐不斷總結出經驗來。由於實（shí）際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要的工（gōng）作尺寸，且變形後（hòu）還可通過磨削加工等加以校正（zhèng），所以（yǐ）上麵分析的主要是型腔的變形趨勢。

對於不（bú）對稱的模具的（de）變形，同樣也（yě）是熱（rè）應力（lì）、組織應力綜合作用的（de）結果。例如，對薄壁薄邊的模具，由（yóu）於模壁薄，淬火時內外溫差小，因而熱應力小；但容易淬透，組織應力較（jiào）大，所以變形趨向於型腔脹大（dà）。

為了減小模具（jù）的變形，熱處理部門應與模具設計部門共同研究，改善模具設計，如（rú）盡可能避免截麵（miàn）大小相（xiàng）差懸殊的模具結構、模具形狀力（lì）求對稱、複雜模具用拚合結構等。

當不能改變模具形狀時（shí），為（wéi）了減小變形，還可以采取一些其它的（de）措施。這些措施（shī）總的考慮是改善冷卻條件，使各部分得以均勻冷卻；此外，也可以輔助以各種強製措施，以限製零件的（de）淬火（huǒ）變形（xíng）。例如，增加工藝孔（kǒng），就是使各部分均勻（yún）冷卻的一個措施，即在模具某些（xiē）部分開孔，使模具各個部分得以均勻地冷（lěng）卻以減小（xiǎo）變（biàn）形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內孔與外層的冷卻差（chà）異，使型（xíng）腔收縮。在模具（jù）上留筋或（huò）加筋是減少變形的（de）又一種強製措（cuò）施，它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小的（de）模具（jù）。

三.熱處理工藝對模具變形的影響

1.加熱速度（dù）的影（yǐng）響

一般（bān）來（lái）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（chéng）模具的變形開裂，尤其對於合金鋼及高合金鋼（gāng），因其導熱性差，尤需注意進行預熱，對於一些形狀複雜的高合金模具，還（hái）需采取多次分級預熱。但在個別情況下，采用快（kuài）速（sù）加熱有時反（fǎn）而可以減少變形，這（zhè）時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應（yīng）地減少了組織應力和熱應力，且心部變形抗力較大，從而減少（shǎo）了淬火變形。根（gēn）據一些工廠經驗，用（yòng）於解決孔距變形方（fāng）麵（miàn）有一定效果。

2.加熱溫度的影響

淬火（huǒ）加熱溫度的高（gāo）低影響材料的淬透性，同時對奧（ào）氏體的成分與晶（jīng）粒大小起作用。從淬（cuì）透性方麵（miàn）看，加熱溫度高（gāo），將（jiāng）使熱（rè）應力增大，但同時使淬透性增高，因此組織應力也增大，並逐漸占主導地位。

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