熱處理變形是（shì）模具處理過程（chéng）的主要（yào）缺陷，精密複（fù）雜模具常因熱處理變形而報廢（fèi），控（kòng）製精密複雜模具的變形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。

模具在在淬火過程中，由於模具截麵各部分加熱和冷卻速度的不（bú）一（yī）致而引起的溫度差，使得模具截（jié）麵各部（bù）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,就會引起模具的變形或者碎裂！

一（yī）、模具材料的影響

1．模（mó）具材質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜（zá）模具，模具都帶有￠60mm圓孔，模具熱處理（lǐ）後，部分模具圓孔（kǒng）出現橢圓，造成模具（jù）報廢（fèi）。

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼（gāng），不應該（gāi）出（chū）現較（jiào）大變形。對變形嚴重（chóng）的（de）模具進（jìn）行金相分（fèn）析發現，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀（zhuàng）分布。

（1）模具橢圓（變形（xíng））產（chǎn）生的原因這是因為模具（jù）鋼中（zhōng）呈一定方向分布的（de）不（bú）均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹係數比鋼（gāng）的基（jī）體組織小３０％左右，加熱時它阻止模（mó）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（huà）物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產（chǎn）的材質較差鋼材（cái）。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化（huà）物晶塊，降低碳化物（wù）不均勻分布的等級，消除性能的各向異性。③對（duì）鍛後的模具鋼要進行（háng）調質熱處理，使之（zhī）獲得碳化物分布均勻（yún）、細小和彌散的索氏體組織、從（cóng）而減少精密複雜模具熱處（chù）理後的變形（xíng）。④對於尺寸（cùn）較（jiào）大或無法鍛（duàn）造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細（xì）化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減（jiǎn）少模具熱處理變形的目的。

2．模（mó）具的（de）選材

製造精密複雜、要（yào）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（jié）構設計的影響

即使模（mó）具選材和鋼的材（cái）質都很好（hǎo），但是如果模具結構設計（jì）不合理（lǐ），如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容（róng）易造成模具熱處理後變形較大。

1、變形的原因

由（yóu）於模（mó）具各處厚薄不均或存在尖銳圓角，因此在淬火時引起模具各部位之間（jiān）的熱（rè）應力（lì）和組織應力的不同，導致各（gè）部位體積（jī）膨脹的不同，使模具淬（cuì）火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿足實際生產需要的情況下（xià），應盡量（liàng）減少模（mó）具厚薄懸殊，結構不對稱，在（zài）模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據（jù）模具的變形規（guī）律，預（yù）留加工餘量（liàng），在淬火後不致於因為模（mó）具變形而使模具報廢。對形狀特別複雜的模具（jù），為使淬火時冷卻均勻，可采用給合（hé）結構。

三（sān）、熱處理加熱工藝的（de）影響

1、加熱速度的影響

模具（jù）熱處理後的變（biàn）形一般都認為是冷卻（què）造成的，這是不正確的。模具（jù）特別是複雜模具，加工工藝的正確與否對（duì）模具的變形（xíng）往往產生較大的影（yǐng）響，對一些（xiē）模具加熱工藝（yì）的對比可明顯看出，加（jiā）熱（rè）速度較快，往往產生（shēng）較大（dà）的變形。

任何金屬（shǔ）加熱（rè）時都要膨脹，由於鋼（gāng）在加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不均（即加熱的不均勻）就必然（rán）會造成（chéng）模具內各部分的膨（péng）脹（zhàng）的不一致性，從（cóng）而形成因加熱不均的內應力。在鋼的（de）相變（biàn）點以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變（biàn）溫（wēn）度加熱不均勻，還會產生組織轉變的不（bú）等時性，既產生組織應力。因（yīn）此加熱速度越快，模具表麵與（yǔ）心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也（yě）越（yuè）大。

對複雜模具在相變點以下加熱（rè）時應緩慢加熱，一（yī）般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小（xiǎo）得多。采用預熱，對於低（dī）合金鋼模（mó）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（dù）的影響

一些廠家為了保證模具達到（dào）較高硬度，認為需提高淬火加熱溫度。但是生產實踐（jiàn）表明，這種做法（fǎ）是不恰（qià）當的，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（wēn）度加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（yǐng）響

一些高合金模具（jù）鋼，如Cr12MoV鋼模具在淬火和（hé）低（dī）溫回火後，模具的長、寬（kuān）、高皆發生縮小（xiǎo）現象，這是因為模（mó）具淬火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)淬火後含有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏體的比體積最（zuì）小，這是高合金鋼（gāng）模具淬火低溫回火後（hòu）體積發生（shēng）縮小（xiǎo）的主要原因。鋼的（de）各種組織的比體積（jī）按下列順序遞減：馬氏（shì）體（tǐ）-回火索氏體-珠光體-奧氏體

2、預防措施

（1）適（shì）當（dāng）降低淬火溫度（dù）。正如前麵（miàn）敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬火加熱溫度是減少模具縮小的重要措（cuò）施。一般在保證模具技術要（yào）求的情況（kuàng）下，要考慮模具（jù）的（de）綜合性（xìng）能，適當降（jiàng）低模具的淬火加熱溫度。

（2）一（yī）些數據表明，Cr12MoV鋼模（mó）具淬火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體（tǐ）量少了一半，所以在（zài）保證模具技術要求的前提下，應適當提（tí）高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具（jù）變形量最小（xiǎo），而硬度降低（dī）不多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷處理是減少殘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（jīng）密複雜模具一般應采用深冷處理。

結（jié）論：

精密複雜模具（jù）的變形原因往往是複雜的，但是我們隻要掌（zhǎng）握其變形規（guī）律（lǜ），分析其產生的原（yuán）因，采用不同的方法進行預防（fáng）模具的變（biàn）形是能夠減少的，也是能夠控製的。一般來說，對精密複（fù）雜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（jīng）密複雜模應選擇材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴（yán）重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和無（wú）法鍛造（zào）模具鋼（gāng）可進行固溶雙細（xì）化熱處理。

（2）模具結構設計要合理，厚薄不要太懸殊，形（xíng）狀要對稱，對於（yú）變形較大模具要掌握變形規律（lǜ），預留加工餘量，對於大型、精密（mì）複雜模（mó）具可采用組合結構。

（3）精密複雜模（mó）具要進行預先熱處理，消除機械（xiè）加工過程（chéng）中產生的殘餘應力。

（4）合理選擇加熱溫度，控製加熱速度，對於精密複（fù）雜模具（jù）可采取緩慢加熱、預熱和（hé）其他均衡加熱的方法來減少模（mó）具熱處理變形。

（5）在保證模具（jù）硬度的前提下，盡量（liàng）采用預冷（lěng）、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

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

（7）對（duì）一（yī）些精密複雜的模具可采用預先（xiān）熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來（lái）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（gù）定、適宜（yí）的加熱（rè）方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介質中的（de）運動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是（shì）減少精密複雜模具變形（xíng）的有效措施。

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