一.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理變形的影響，包括鋼的化學成分及原始組織兩方麵的影響（xiǎng）。

從材料本身來看，主（zhǔ）要通（tōng）過成分對淬透性、Ms點等的影響而影（yǐng）響熱處理變形。

碳素工具鋼在正常淬（cuì）火溫（wēn）度（dù）進（jìn）行水-油雙液（yè）淬火時，在（zài）Ms點以上產生很大的熱應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏體轉變，產生組織應力，但由於碳素工具鋼（gāng）淬透性差，所以（yǐ）組織應力的數值不大。加上其（qí）Ms點不高，在發生馬氏體組織轉（zhuǎn）變時，鋼的（de）塑性已經很差，不易發生塑性變形，因此，就（jiù）保留了（le）熱應力作用所造成的變形特征，模具型腔趨（qū）向收縮（suō）。但若淬火溫度（dù）提高（>850℃），也可能因組織應（yīng）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（gāng）製（zhì）作模具時，其淬火變形規律與碳素工具鋼相似，但變（biàn）形量要比碳素工具鋼要（yào）小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由（yóu）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，它對由於馬氏體而（ér）致的體積膨脹有抵消作用，因此，淬火後的變形就相當小，一般用空冷、風冷、硝鹽浴（yù）淬火時，模具型腔趨於微量脹大（dà）；若淬火溫度過高，則殘餘奧氏體量增（zēng）加，型腔也可能縮小。

若用（yòng）碳素結構鋼（如45鋼）或某（mǒu）些合金結構（gòu）鋼（如（rú）40Cr）製作模具，則因其Ms點（diǎn）較高，當表麵開（kāi）始馬氏體轉（zhuǎn）變時，心部溫度尚較高，屈服強（qiáng）度較低，有一定的塑性，表麵對心部的瞬時拉伸組（zǔ）織應力，易於超過心部的屈服強度而使型腔趨向脹大。

高碳高合金（jīn）鋼（如Cr12型鋼）中碳化物（wù）偏（piān）析對淬火變形的影響（xiǎng）特（tè）別明顯。由（yóu）於碳（tàn）化物偏析造成鋼加熱至奧（ào）氏體狀態（tài）後的（de）成（chéng）分不均勻性（xìng），因而，不同區（qū）域（yù）的Ms點就會有高有低。在同樣冷卻條件（jiàn）下，奧氏體向馬氏體轉（zhuǎn）變就有先有後，轉變後的（de）馬氏體就因含碳量不同而（ér）比容有大有小，甚至有一些低碳、低合金區域可能根本得不到馬氏體（而（ér）得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零（líng）件淬火後的不均勻變（biàn）形。

此外，最終熱處理之前的組織（zhī）狀態對變（biàn）形也有一定的影響，例如（rú），原始組織為球狀珠光體的就比片狀珠光體的在淬火後變形傾向要小（xiǎo）。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（jù）幾何形狀對（duì）熱處理變形的影響（xiǎng），實際上仍是通（tōng）過熱應力、組織應力來起作用的。由於模具的形（xíng）狀是多種多（duō）樣的，要從中總結出確切的變形規律（lǜ），目前（qián）還很困難。

對於對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸及高度（dù）來考慮型腔的變形（xíng）傾向。當模具的壁（bì）薄、高度小時，則較易於淬（cuì）透（tòu），這時有可能是組織應（yīng）力起主導作用，因此，型腔常趨（qū）向脹大。反之，壁厚、高度大，則不（bú）易淬透，此時可能是熱應力起主（zhǔ）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，還須結合零件的具體形狀，所采用的鋼種及熱處（chù）理工藝等來加以考（kǎo）慮，通過實踐不（bú）斷總（zǒng）結（jié）出經驗來。由於實際生產中，模具的（de）外形尺寸往往不是主要的工作尺寸，且變（biàn）形後還可通過磨削加工等加以校正，所以（yǐ）上麵分析的主要是型腔的變形趨勢。

對於不對稱的模具（jù）的變（biàn）形，同樣也是熱應力、組（zǔ）織應（yīng）力（lì）綜合作用的結果。例如，對薄壁薄邊（biān）的模具，由於模壁薄，淬火時內外溫差小，因而熱應力小；但容易淬（cuì）透（tòu），組織應力較大，所以（yǐ）變形趨向於型腔脹大。

為了（le）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，如盡可能避免截麵大小相（xiàng）差懸殊（shū）的模具結構、模具形狀力求對稱、複雜模具用拚合結構等。

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（zhè）些措施總（zǒng）的考（kǎo）慮是改善冷卻條件，使各部分得以均勻（yún）冷卻；此外，也可以輔助（zhù）以各（gè）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（yī）個措施，即在模具某些部分開孔，使模具各個（gè）部分得（dé）以均勻地冷卻以（yǐ）減小變形。也可在（zài）淬火後容易（yì）脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內孔與外層的冷卻差異，使（shǐ）型腔收縮。在模具上留筋或（huò）加筋是減少（shǎo）變形的又一種強製措施，它特別適用於型腔脹大（dà）的凹模，及槽口易脹（zhàng）大或（huò）縮小的模具。

三.熱處理工藝對模具變形的影（yǐng）響

1.加熱（rè）速度的影響（xiǎng）

一般（bān）來（lái）說，淬（cuì）火加（jiā）熱時，加熱速度越快（kuài），則（zé）模具中產生的熱應力越大，易（yì）於造成模具的變形開裂，尤其對（duì）於合金鋼（gāng）及高合金鋼，因其導熱性差，尤需注意（yì）進（jìn）行預熱，對於一些形狀複雜的高（gāo）合金模具，還需采取多次分級預熱。但在（zài）個別（bié）情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形（xíng），這時僅加熱模具（jù）的表麵，而中心還保持“冷態”，所以（yǐ）相應地減（jiǎn）少了組織應力和熱應力，且心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工廠經驗，用於解決（jué）孔距變形方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影響

淬火（huǒ）加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏（shì）體的成分（fèn）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。