一（yī）.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理（lǐ）變形的影響，包括鋼的化學成分及原始組織兩方（fāng）麵（miàn）的影響。

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

碳素工具鋼在正常淬火溫（wēn）度進行水-油雙液（yè）淬火（huǒ）時，在Ms點以上產生很（hěn）大的熱應力；當冷到（dào）Ms點以（yǐ）下時，奧氏體向馬氏體（tǐ）轉變，產生組織應力，但由於碳素工具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不（bú）大。加上其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（biàn）形，因此，就保（bǎo）留了熱應力作用所造成的變形特征，模具型腔（qiāng）趨向收（shōu）縮。但（dàn）若（ruò）淬火溫度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作（zuò）用，而使（shǐ）型腔（qiāng）趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低合金工具鋼製（zhì）作模（mó）具時，其淬火變形規律與碳素（sù）工具鋼相似，但（dàn）變（biàn）形量要（yào）比碳素工具鋼要小。

對於一（yī）些（xiē）高合（hé）金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金（jīn）元素含量較高，Ms點較低，因而淬（cuì）火後有較（jiào）多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體（tǐ）而致的體積膨脹有抵消（xiāo）作用，因此，淬火後的（de）變形就相（xiàng）當（dāng）小，一般用（yòng）空（kōng）冷、風冷（lěng）、硝鹽（yán）浴淬火時，模（mó）具型腔（qiāng）趨於微量脹大；若淬火溫度過高，則殘餘奧氏體量增加，型腔也可能縮小。

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

高碳高合金鋼（如Cr12型鋼（gāng））中（zhōng）碳化物偏析對淬火變形的影響特別明（míng）顯。由於碳化物偏析造成鋼（gāng）加熱至奧氏體（tǐ）狀態後的成分不均勻性，因而，不（bú）同區（qū）域的Ms點就會有高有低。在同樣冷卻條件下，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同而比容有大有小，甚至有一些（xiē）低碳、低合（hé）金區（qū）域可能根本得不到馬氏體（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零件淬火後的不均勻變形。

此外（wài），最終（zhōng）熱處理之前的組織狀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的在淬火後（hòu）變形傾向（xiàng）要小。所以變形要求嚴格的模具，常在粗加工後先進（jìn）行一次調質處理，然後再進行精加工及最終熱處理。

二.模具幾何形狀對變形的影響（xiǎng）

模具幾何形狀對熱處理變形的（de）影響，實際上仍是通過熱應力、組織應力來起作用的。由於（yú）模（mó）具的形（xíng）狀是多種多樣的，要從（cóng）中總結出確切（qiē）的變形規律，目前還很困難。

對（duì）於對（duì）稱型的模具，可根據（jù）型腔尺寸、外形尺寸及高度來考慮型（xíng）腔的變形傾向（xiàng）。當模具的壁薄、高（gāo）度小時，則較易於淬透，這時有可能是組織應力起（qǐ）主導（dǎo）作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚（hòu）、高度（dù）大（dà），則不易淬透，此時可能（néng）是熱應力起（qǐ）主導作用，因此，型（xíng）腔常趨向縮小。這裏所說的是一（yī）般趨勢，在生（shēng）產實踐（jiàn）中，還須結合零件的具體（tǐ）形狀，所采用的鋼種及（jí）熱處（chù）理工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總結出經驗來。由於實際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要的（de）工作尺寸，且變形後還可通過磨削加（jiā）工等加以校（xiào）正，所以上麵分析的主要是型腔的變形趨勢（shì）。

對於不對稱的模具的變形，同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的（de）結果。例（lì）如，對薄壁薄邊的模具，由於模壁薄（báo），淬火時內（nèi）外溫差小，因（yīn）而熱應力（lì）小；但容（róng）易淬透，組織（zhī）應力較大，所以（yǐ）變形趨向於（yú）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同研究，改善模具設計，如盡可能避免截（jié）麵（miàn）大（dà）小相差（chà）懸殊的模（mó）具結構、模具形狀力求對稱、複（fù）雜模具用（yòng）拚合結（jié）構等。

當不能改變模具形狀時，為了減小變形，還可以采取一些其它的措施。這些措施總（zǒng）的考慮是改善冷卻條件，使各部（bù）分得以均勻冷卻；此外，也可（kě）以輔（fǔ）助以各種強製措施，以限製零件的淬火變形。例如，增加工藝孔，就是使（shǐ）各部分均勻冷卻的一個措施，即在模具某些部分開孔，使模具各個部分得以均勻地冷（lěng）卻以（yǐ）減小變形。也（yě）可（kě）在淬火後容易脹大的模（mó）具外圍用石棉包住，以增（zēng）大內孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮。在模具（jù）上留筋或（huò）加筋是減少變形的又一種強（qiáng）製措施（shī），它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口（kǒu）易脹大或縮小的模（mó）具。

三.熱處理工藝對模具變形的影響（xiǎng）

1.加熱速度的影（yǐng）響

一般來說，淬火加熱時，加（jiā）熱速度越快（kuài），則模具中產生的熱應力越大，易於造成模具的變形開裂，尤其對於合金鋼及（jí）高合金鋼，因其導熱性差，尤需注（zhù）意進行預熱，對於一些形狀複雜的高合金模具，還需采取多次分級預熱。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減（jiǎn）少（shǎo）變形，這時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相（xiàng）應地減（jiǎn）少（shǎo）了組織應力和熱應力，且心（xīn）部變形抗（kàng）力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工廠經驗，用於解決孔距變形方麵有（yǒu）一定效果。

2.加熱溫度的影響

淬（cuì）火（huǒ）加熱溫度（dù）的高低影（yǐng）響材料的淬透性，同時對奧氏體的成分與晶粒大小起作用。從淬透性方麵看，加（jiā）熱溫度（dù）高，將使熱應力增大，但同時使（shǐ）淬透（tòu）性增高，因此（cǐ）組織應（yīng）力也增大，並逐漸占主導地位。

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