模具熱處理變形是模具處理過程的主要缺陷之一，對一些精密復雜模具涧兜，常因熱處理變形而報廢病囱，因此控制精密復雜模具的變形一直成為熱處理生產(chǎn)中的關鍵問題。
    眾所周知筹飒，模具在熱處理時继蚪，特別是在淬火過程中，由于模具截面各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差葡债，加之組織轉(zhuǎn)變的不等時性等原因杨朴，使得模具截面各部分體積脹縮不均勻，組織轉(zhuǎn)變的不均勻蓝垢，從而引起“組織應力”和模具內(nèi)外溫差所引起的熱應力幻彪。當其內(nèi)應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變形。

    因此卵渴，減少和控制精密復雜模具變形乃是廣大熱處理工作者的一項重要的研究課題慧域。

    本文就精密復雜模具變形狀況、變形原因的研究浪读，來探討減少和控制精密復雜模具變形的措施昔榴，以提高模具產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

　一碘橘、模具材料的影響

    1．模具的選材

    某機械廠從選材和熱處理簡便考慮互订，選擇T10A鋼制造截面尺寸相差懸殊、要求淬火后變形較小的較復雜模具痘拆，硬度要求56-60HRC仰禽。熱處理后模具硬度符合技術要求，但模具變形較大纺蛆，無法使用吐葵，造成模具報廢。后來該廠采用微變形鋼Cr12鋼制造桥氏，模具熱處理后硬度和變形量都符合要求温峭。

    因此制造精密復雜妥抬、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼芍惦，如空淬鋼等蔓摇。

    2．模具材質(zhì)的影響

    某廠送來一批Cr12MoV鋼較復雜模具，模具都帶有￠60mm圓孔固鹏，模具熱處理后崩绑，部分模具圓孔出現(xiàn)橢圓，造成模具報廢鹰个。

    一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼寂疏，不應該出現(xiàn)較大變形。我們對變形嚴重的模具進行金相分析發(fā)現(xiàn)惜选，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀分布擎骄。

    （1）模具橢圓（變形）產(chǎn)生的原因　這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在且仔，碳化物的膨脹系數(shù)比鋼的基體組織小３０％左右隔屠，加熱時它阻止模具內(nèi)孔膨脹凹蜂，冷卻時又阻止模具內(nèi)孔收縮，使模具內(nèi)孔發(fā)生不均勻的變形阁危，使模具的圓孔出現(xiàn)橢圓玛痊。

    （2）預防措施　 ①在制造精密復雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼狂打，不要圖便宜擂煞，選用小鋼廠生產(chǎn)的材質(zhì)較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造趴乡，來打碎碳化物晶塊对省，降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能的各向異性晾捏。③對鍛后的模具鋼要進行調(diào)質(zhì)熱處理蒿涎，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織惦辛、從而減少精密復雜模具熱處理后的變形劳秋。④對于尺寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理胖齐，使碳化物細化玻淑、分布均勻，棱角圓整化茎冒，可達到減少模具熱處理變形的目的式亥。

　二枷此、模具結(jié)構(gòu)設計的影響

    有些模具選材和鋼的材質(zhì)都很好，往往因為模具結(jié)構(gòu)設計不合理纸藕，如薄邊臣锣、尖角、溝槽冗炊、突變的臺階蔬设、厚薄懸殊等，造成模具熱處理后變形較大知援。

    1次瓣、變形的原因

    由于模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的熱應力和組織應力的不同星自，導致各部位體積膨脹的不同憾擒，使模具淬火后產(chǎn)生變形。

    2塑崖、 預防措施

    設計模具時七冲，在滿足實際生產(chǎn)需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊规婆，結(jié)構(gòu)不對稱澜躺，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結(jié)構(gòu)設計抒蚜。根據(jù)模具的變形規(guī)律掘鄙，預留加工余量，在淬火后不致于因為模具變形而使模具報廢嗡髓。

    對形狀特別復雜的模具操漠，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結(jié)構(gòu)饿这。

　三颅夺、模具制造工序及殘余應力的影響

    在工廠經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，一些形狀復雜蛹稍、精度要求高的模具吧黄，在熱處理后變形較大，經(jīng)認真調(diào)查后發(fā)現(xiàn)订薛，模具在機械加工和最后熱處理未進行任何預先熱處理竖沦。

    1、 變形原因

    在機械加工過程中的殘余應力和淬火后的應力疊加窑赂，增大了模具熱處理后的變形舍屠。

    2、 預防措施

    （1）粗加工后、半精加工前應進行一次去應力退火胸牲，即（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以下出爐空冷蒸咏，也可采用400℃×（2-3）h去應力處理。
    （2）降低淬火溫度蝉蛙，減少淬火后的殘余應力悬坎。
    （3） 采用淬油170℃出油空冷（分級淬火）。
    （4）采用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應力傅笨。

    采用以上措施可使模具淬火后殘余應力減少伸义，模具變形較小。

　四篮啦、熱處理加熱工藝的影響

    1胯恤、加熱速度的影響

    模具熱處理后的變形一般都認為是冷卻造成的，這是不正確的绰姻。模具特別是復雜模具枉侧，加工工藝的正確與否對模具的變形往往產(chǎn)生較大的影響，對一些模具加熱工藝的對比可明顯看出狂芋，加熱速度較快榨馁，往往產(chǎn)生較大的變形。

    （1）變形的原因

    任何金屬加熱時都要膨脹银酗，由于鋼在加熱時辆影，同一個模具內(nèi)徒像，各部分的溫度不均（即加熱的不均勻）就必然會造成模具內(nèi)各部分的膨脹不一致性黍特，從而形成因加熱不均的內(nèi)應力。在鋼的相變點以下溫度锯蛀，不均勻的加熱主要產(chǎn)生熱應力灭衷，超過相變溫度加熱不均勻，還會產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的不等時性旁涤，既產(chǎn)生組織應力翔曲。因此加熱速度越快，模具表面與心部的溫度差別越大辙炒，應力也越大误即，模具熱處理后產(chǎn)生的變形也越大。

    （2）預防措施

    對復雜模具在相變點以下加熱時應緩慢加熱牌君，一般來說捅腋，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱截剩，對于低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）绊寞；對于高合金剛模具應采用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。

    2、加熱溫度的影響

    一些廠家為了保證模具達到較高硬度条赚，認為需提高淬火加熱溫度焰箩。但是生產(chǎn)實踐表明，這種做法是不恰當?shù)牡菟迹瑢τ趶碗s模具影晋，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后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疑跑。

    （1）變形原因

    眾所周知怒医，淬火加熱溫度越高，鋼的晶粒越趨長大奢讨，由于較大晶粒能使淬透性增加稚叹，則使淬火冷卻時產(chǎn)生的應力越大。再之拿诸，由于復雜模具大多由中高合金鋼制造扒袖，如果淬火溫度高，則因Ms點低亩码，組織中殘留奧氏體量增多季率，加大模具熱處理后變形。

    （2）預防措施

    在保證模具的技術條件的情況下合理選擇加熱溫度描沟，盡量選用下限淬火加熱溫度飒泻，以減少冷卻時的應力，從而減少復雜的熱處理變形吏廉。

　五泞遗、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后席覆，模具的長史辙、寬、高皆發(fā)生縮小現(xiàn)象袄优，這是因為模具淬火后殘留奧氏體量過多而引起的鹏愚。

    1、變形原因

    因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火后含有大量殘留奧氏體紫掷，鋼中各種組織有不同的比體積味羡，奧氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具淬火低溫回火后體積發(fā)生縮小的主要原因伯梧。鋼的各種組織的比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體

    2院蜘、預防措施

    （1）適當降低淬火溫度。正如前面敘述過的淬火加熱溫度越高贫迫，殘留奧氏體量越大馒毙，因此選擇適當?shù)拇慊鸺訜釡囟仁菧p少模具縮小的重要措施。一般在保證模具技術要求的情況下，要考慮模具的綜合性能疫壕，適當降低模具的淬火加熱溫度映检。

    （2）一些數(shù)據(jù)表明，Cr12MoV鋼模具淬火后秸谢，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半凛澎，所以在保證模具技術要求的前提下，應適當提高回火溫度估蹄。生產(chǎn)實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小塑煎，而硬度降低不多（2~3HRC）。

    （3）模具淬火后采取冷處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝臭蚁，也是減少模具變形最铁、穩(wěn)定使用時發(fā)生尺寸變化的最佳措施，因此精密復雜模具一般應采用深冷處理

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