一.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理（lǐ）變形的影（yǐng）響（xiǎng），包（bāo）括鋼的化學成分及（jí）原始（shǐ）組織（zhī）兩方麵的影響。

從材料本身來看，主要通過成（chéng）分對（duì）淬透性、Ms點等的影響而影響（xiǎng）熱處理變（biàn）形。

碳素工具鋼在正常淬火溫（wēn）度進行水-油雙液淬（cuì）火（huǒ）時（shí），在Ms點以上產生很大的（de）熱應力；當冷到Ms點（diǎn）以下時，奧氏體向馬氏體轉變，產生組織應力，但由於碳（tàn）素工具鋼淬透性差，所（suǒ）以組織應力的數值不大。加（jiā）上（shàng）其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑性已經很差，不易發生塑性變形，因此，就保（bǎo）留了熱應力作用所造成的變形特征（zhēng），模具型（xíng）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（gāng）等低合（hé）金工具鋼製（zhì）作模具（jù）時，其淬火變形（xíng）規律與碳素工具鋼（gāng）相似，但變形量要比（bǐ）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點較低，因而淬火後有較多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體（tǐ）而致的體積膨脹（zhàng）有（yǒu）抵消作用，因此，淬火後的變形就（jiù）相當小，一般用空冷、風冷、硝鹽浴淬火（huǒ）時，模（mó）具型腔趨於（yú）微量脹大；若淬火溫度過高，則殘餘奧氏體量增加，型腔也可能（néng）縮小。

若用碳素結構鋼（gāng）（如45鋼）或某些（xiē）合金結（jié）構鋼（如40Cr）製作模具（jù），則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部（bù）溫度尚較高，屈（qū）服強度較低，有一定的塑性，表麵對心（xīn）部的瞬時拉伸組織應力，易於超過（guò）心（xīn）部的屈服強度而使型腔趨向脹大。

高碳高（gāo）合金鋼（如（rú）Cr12型鋼）中（zhōng）碳化物偏析對淬（cuì）火變形的影（yǐng）響特別明顯。由於碳化（huà）物（wù）偏（piān）析（xī）造成鋼加熱至奧氏體狀態後的成分不均勻性，因而，不同區域的Ms點就會有高有低。在同樣（yàng）冷卻條（tiáo）件下，奧氏體向馬（mǎ）氏體轉變就有先有後，轉變後的馬（mǎ）氏體就因含碳量不同而比容有大有小，甚（shèn）至有（yǒu）一些低碳、低合（hé）金區域可能（néng）根本得不到馬氏體（tǐ）（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零件淬（cuì）火後的不均（jun1）勻（yún）變（biàn）形。

此外，最終熱處理之前的組織狀態對變（biàn）形也（yě）有一定的影響，例如（rú），原始組（zǔ）織為球狀珠光（guāng）體的就比（bǐ）片狀珠光體的在淬火（huǒ）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（yī）次調質處理，然後再進行精加工及最終熱處理。

二（èr）.模具幾何形狀對變形的影響

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

對於對稱型（xíng）的模（mó）具，可根（gēn）據型腔尺寸（cùn）、外（wài）形尺寸及高度（dù）來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（yǒu）可能是組織應力起主導作用，因此，型腔常（cháng）趨向（xiàng）脹大（dà）。反之，壁厚（hòu）、高度大，則不易淬透，此時可能是（shì）熱應力起主導作用，因此，型腔常趨向縮小。這裏所說的是一般趨勢，在生產實踐中，還（hái）須結合零件的具體形狀，所采用的鋼種及熱處理工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總（zǒng）結出經驗來。由於實際生（shēng）產中，模具的外形尺寸往往不（bú）是主要的工作尺寸，且變形後還可（kě）通過磨削加工等（děng）加以校正，所（suǒ）以上（shàng）麵分（fèn）析的主要（yào）是型腔的變形趨勢。

對於不對稱的模（mó）具的（de）變（biàn）形，同樣也是熱應（yīng）力、組織應力綜合作用的結果。例如，對（duì）薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時內外溫差（chà）小，因而熱應（yīng）力（lì）小；但容易（yì）淬（cuì）透，組織應力較大（dà），所以變形趨向於型腔脹大。

為了減小模具（jù）的變形，熱（rè）處理部門應與模具設（shè）計部門共同研究，改善模具（jù）設計，如盡（jìn）可（kě）能避免（miǎn）截麵大（dà）小相差懸殊的模具結構、模具形狀力求對稱、複（fù）雜模具用拚合結構等。

當不能改變模具形狀時，為了減（jiǎn）小變形，還（hái）可以采（cǎi）取一些其它的措施。這些措（cuò）施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，以限製零件的淬（cuì）火（huǒ）變形。例如，增加工藝孔，就是使各部分均勻冷卻（què）的一個措施，即在模（mó）具某些部分開孔，使模具各個部分得（dé）以（yǐ）均勻地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內（nèi）孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮。在模具上留筋或加筋（jīn）是減少變形（xíng）的又一種強製措施，它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口（kǒu）易脹大或縮（suō）小的模具。

三.熱處（chù）理工藝對模具變形的影響

1.加熱速度的影響

一般來說（shuō），淬火加熱時，加熱速度（dù）越快，則模具中產生的熱應力（lì）越大（dà），易於造成模具的變形開裂，尤其對於合（hé）金鋼及高合金鋼（gāng），因其導熱性差，尤需注意進行預熱（rè），對於一些形狀複雜的高合金模具，還需采（cǎi）取（qǔ）多次分級預熱。但在（zài）個別情況下，采（cǎi）用快速加熱有時反而可以減少變形，這（zhè）時僅加熱模具的表麵，而（ér）中心還保（bǎo）持“冷態”，所以（yǐ）相應地減（jiǎn）少了組織應（yīng）力和熱應力，且心部變形抗力（lì）較大，從而減少了淬火變形。根（gēn）據一些工廠（chǎng）經驗，用於解決孔距變形方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影響

淬火加熱溫（wēn）度的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏體的（de）成分與晶粒大小起作用。從淬透性方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增（zēng）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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