一.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理變形（xíng）的（de）影響，包括（kuò）鋼的化學成分及原（yuán）始組織兩方麵的影響。

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

碳（tàn）素工（gōng）具鋼在正常淬火溫度進行水-油雙液淬火時，在Ms點以上（shàng）產生很大（dà）的熱應力；當冷到Ms點（diǎn）以下時，奧氏體向馬氏體（tǐ）轉變，產生組織（zhī）應力，但由於（yú）碳素工具鋼淬透性差，所以（yǐ）組織應力的（de）數值不大。加（jiā）上其（qí）Ms點不高，在發生馬氏體組織（zhī）轉（zhuǎn）變（biàn）時，鋼的塑性已經很差，不（bú）易發生（shēng）塑性變形，因此（cǐ），就保留了（le）熱應力（lì）作用所造成的變形特征，模具（jù）型腔趨向收（shōu）縮。但若淬火溫（wēn）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（shí），其淬火變形規（guī）律與碳素工具鋼相似，但變形量要比碳（tàn）素工具（jù）鋼要小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元（yuán）素含（hán）量（liàng）較（jiào）高，Ms點較低，因而淬（cuì）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（huǒ）後的變形就相當小，一般（bān）用空冷、風冷、硝鹽（yán）浴淬火時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火溫度過高，則（zé）殘餘奧氏體量增加，型（xíng）腔（qiāng）也可能縮（suō）小。

若用碳素結構鋼（如45鋼）或某些合金結構鋼（如40Cr）製作模具，則因（yīn）其Ms點較（jiào）高，當表（biǎo）麵開始馬氏（shì）體轉變時，心（xīn）部溫度尚較高（gāo），屈服強度較低，有一定的塑性，表麵對（duì）心部的瞬時拉伸組織應力（lì），易（yì）於超過心部的屈服強度而使型腔趨向脹大（dà）。

高碳高合金（jīn）鋼（gāng）（如（rú）Cr12型鋼（gāng））中碳化物（wù）偏析對淬火變形的影響特別明顯（xiǎn）。由於碳化物偏（piān）析造成鋼加熱至奧氏體狀態後的成分不均勻性，因而（ér），不同區域的Ms點（diǎn）就會有高有低。在同樣（yàng）冷卻條件下，奧（ào）氏體向馬氏（shì）體轉（zhuǎn）變就（jiù）有先有後，轉變後的馬氏（shì）體就（jiù）因含碳量不同而比容（róng）有大有小（xiǎo），甚至有一些低碳、低（dī）合（hé）金（jīn）區域（yù）可能根本得不到馬氏體（而得到貝（bèi）氏體、屈氏體等），所有（yǒu）這些都會造成零件淬火後的不均勻變形（xíng）。

此外，最終熱處理之前的（de）組織（zhī）狀（zhuàng）態對變形也有一定的影響（xiǎng），例如，原始組織為（wéi）球狀珠（zhū）光體的就比片狀珠光體的在淬火後（hòu）變形（xíng）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（chù）理，然（rán）後再進（jìn）行精加工及最終熱處理。

二.模（mó）具（jù）幾（jǐ）何（hé）形狀對變形的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影（yǐng）響，實際上（shàng）仍是通過熱應力、組織應力來起作用（yòng）的。由於（yú）模具的形狀（zhuàng）是（shì）多種多樣的，要從中總結出確切的變形規律，目前還很（hěn）困難。

對於（yú）對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸（cùn）及高度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，這時有可能是組織應（yīng）力起主導作用，因此，型腔常趨向脹（zhàng）大。反之，壁厚、高度（dù）大，則不易淬透，此時可能（néng）是熱（rè）應力起主導作用，因此，型腔常（cháng）趨向縮小。這裏所說（shuō）的是一般趨勢，在生產實踐中，還須結合零件（jiàn）的具體形狀，所采用（yòng）的鋼種及熱處理工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總結出經驗來。由於實際生產（chǎn）中，模具的外（wài）形尺寸往（wǎng）往不是（shì）主要的工作尺寸，且（qiě）變形後還（hái）可通過磨削加工等加以校正，所（suǒ）以上麵分析的主要是型腔的變形（xíng）趨勢。

對於不對稱的模具的變形，同樣也（yě）是熱（rè）應力、組（zǔ）織應力綜合作用的結果。例如，對薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時（shí）內外溫（wēn）差小，因（yīn）而熱應力小；但容易（yì）淬透，組織應力較大，所以變形趨向於型腔脹大。

為了減小模具的變形，熱處理部門應與模具設計部門共（gòng）同研究，改善模具設計，如盡可能避免截麵大小相差懸殊的（de）模具（jù）結構、模具形狀力求對稱、複雜模（mó）具用拚合結構等。

當不能改變（biàn）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（què）條件，使各部分得以（yǐ）均勻冷卻（què）；此外，也可以輔助以各種（zhǒng）強製措施，以限製零件的淬火（huǒ）變形。例如，增加（jiā）工藝孔，就是使各部分均勻冷卻的一個措施，即在模具（jù）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（huǒ）後容易脹大的模具外圍用（yòng）石棉包住，以增大內孔與外層的冷卻差（chà）異，使（shǐ）型腔（qiāng）收縮。在模具上留筋或加筋是減少變形的又一種強製措施，它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口易脹大（dà）或縮小的模具。

三.熱處理（lǐ）工藝對模具變形的影響

1.加（jiā）熱速（sù）度的（de）影響

一般來說，淬火加（jiā）熱時，加熱速度越快，則模（mó）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（gāo）合（hé）金鋼，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（jīn）模具，還需采取多次分級預熱。但（dàn）在個別情況（kuàng）下，采用快速（sù）加熱有時反而可以減少變形，這時僅加熱模（mó）具的表麵，而中心還保持（chí）“冷態”，所以相應地減少了組織應（yīng）力和熱應力，且心部變形（xíng）抗（kàng）力較大，從而減少了淬火（huǒ）變（biàn）形。根（gēn）據一些工廠經驗，用於解決孔距變形方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影響

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