熱處理變形是模具處理過程（chéng）的主要缺陷，精密複雜模具常因（yīn）熱處理變形而報廢，控製精密複雜模（mó）具的變形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。

模具在在淬（cuì）火過程中，由於模（mó）具（jù）截麵各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差（chà），使（shǐ）得模具截（jié）麵各部分體積脹縮（suō）不均勻，組織轉變的不均勻，從而引起“組織應力”和模具內外溫差所（suǒ）引起（qǐ）的熱應力。當其內應力超過模具（jù）的屈服極限時,就會引起模具的（de）變形或者碎裂！

一、模具材料的影響

1．模具（jù）材質的影響

某廠一批Cr12MoV鋼較複雜模具，模具都帶有￠60mm圓（yuán）孔，模具熱處理後，部（bù）分模具圓孔出現橢圓，造成模具報廢。

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現較大變形。對（duì）變形嚴重的（de）模具進行金相分析發現，模具鋼中（zhōng）含有大量共晶（jīng）碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變（biàn）形）產生的原因這是因為模（mó）具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的（de）存在（zài），碳化物的膨脹係數比鋼的基體組織小３０％左右，加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模（mó）具內（nèi）孔發生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢圓。

（2）預防措施①在製造精（jīng）密複雜模具時，要盡量選擇碳化物（wù）偏析較（jiào）小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生（shēng）產的材（cái）質較差鋼材。②對（duì）存在（zài）碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻（yún）分布的等級，消除性能（néng）的各向異性。③對鍛後的模具鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索（suǒ）氏體組織、從而減少精密（mì）複雜模具熱處理後（hòu）的變形。④對於尺寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均（jun1）勻，棱角圓整化，可達（dá）到減少模（mó）具熱處理變形的目的。

2．模具的選材

製造精密複雜（zá）、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如（rú）空淬鋼（gāng）等。

二、模具結構設計的（de）影響

即使模具（jù）選材和鋼的材質都很（hěn）好，但是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易造成模具（jù）熱處理後變形較大。

1、變形的原因

由於模具各處厚薄不均或（huò）存（cún）在尖銳圓角，因此在淬火時引起模具（jù）各部位之間（jiān）的熱應力和組織應力的不同，導致（zhì）各部位體積膨脹的不同，使模具（jù）淬火後產生變形。

2、預防措施

設計模具時，在滿足實際生產需（xū）要的情況下（xià），應盡量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱（chēng），在（zài）模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑（huá）過渡（dù）等結構設計。根據模具的變形規律（lǜ），預（yù）留加工餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可（kě）采用給合結構。

三、熱處理加熱（rè）工藝的影響（xiǎng）

1、加熱速度的影響

模具熱處理後的變形一般都認為是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是複雜模（mó）具，加工工藝的正確與否對模具的變形往往產生較大（dà）的（de）影響，對一些模具加熱工（gōng）藝的對（duì）比可明顯看出，加熱速度較快，往往產生較大的變形（xíng）。

任何金屬加熱時都要膨（péng）脹，由於鋼在加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不均（即（jí）加熱的不均（jun1）勻）就必然會造成模具內各部（bù）分的（de）膨脹的不一致（zhì）性，從而形（xíng）成因加熱不均的內應力。在鋼的相（xiàng）變點以下溫度，不均勻的加熱主（zhǔ）要產生熱應力，超過相變溫（wēn）度加熱不均勻，還會產生組織（zhī）轉（zhuǎn）變的不等時性，既產（chǎn）生（shēng）組織應力。因此加熱速度越快，模具表麵與心部的（de）溫度差別越大，應力也（yě）越大，模具熱處理後產（chǎn）生的變形也越大。

對複雜模（mó）具在相變點以下加熱時（shí）應緩慢加熱，一般來說（shuō），模具真空熱處理變形（xíng）要比（bǐ）鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預熱，對於低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應（yīng）采用二（èr）次預熱（550-620℃和800-850℃）。

2、加熱溫（wēn）度的（de）影響

一（yī）些廠家為了保證模具達到較高硬度，認為需提高淬火加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做法是（shì）不恰當的，對於複雜模具，同（tóng）樣是采用正常的加熱溫度下（xià）進（jìn）行加（jiā）熱淬火，在允許的上限（xiàn）溫度加熱後的熱（rè）處（chù）理變形要比在允許的（de）下限溫度加熱（rè）的熱處理變形大得多。

四、殘留奧氏體的影響

一些高合金模具鋼，如Cr12MoV鋼（gāng）模具在淬火和低溫回火後，模（mó）具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因為模具（jù）淬火後殘留奧氏體量過（guò）多而（ér）引起的（de）。

1、變形原因

因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含有大量殘留奧氏體（tǐ），鋼中各種組織有不同的比體積，奧（ào）氏（shì）體的比體積最小，這是高（gāo）合金鋼模具（jù）淬火低溫回火後（hòu）體積發生縮小的主要原因。鋼的各種組織的比體（tǐ）積按下列順序遞減：馬（mǎ）氏體-回火索氏體（tǐ）-珠（zhū）光（guāng）體-奧氏體

2、預防措施

（1）適當（dāng）降低淬火溫（wēn）度。正如前麵敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬火加熱溫度是（shì）減少模具縮小的重要（yào）措施。一般在保證模具技術（shù）要求的情況下，要（yào）考慮模具的綜合性能，適當降（jiàng）低模具的淬火加熱（rè）溫度（dù）。

（2）一些數據表明（míng），Cr12MoV鋼模具淬火後，500℃回火較200℃回火的（de）殘留奧氏體量少了一半，所以在保證模（mó）具技術要求的前提下，應適當提高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具（jù）變形量最（zuì）小，而硬度降（jiàng）低不（bú）多（2~3HRC）。

（3）模具淬火後采取冷處理是減少殘留奧氏體量的最（zuì）佳工藝，也是減少模具變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精密複雜模具一般應采用（yòng）深冷處（chù）理。

結論：

精密複雜模具的變形原因往往是複雜的，但是我（wǒ）們隻要掌握其變形規律（lǜ），分析其產生的原因，采用不同的方法（fǎ）進行預防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控製的。一般來說，對精密複雜（zá）模具的熱處理變形可采取一下方法預防。

（1）合理選材。對（duì）精密複（fù）雜模應選擇材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並（bìng）進行調質（zhì）熱（rè）處理，對較大和（hé）無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細化熱（rè）處理。

（2）模具結構設計要合（hé）理，厚薄不要太懸（xuán）殊（shū），形（xíng）狀要對稱，對（duì）於變形（xíng）較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密（mì）複雜模具可采用組合結構。

（3）精密複雜模具要進行預先熱處理，消除機（jī）械加工過程（chéng）中（zhōng）產生的殘（cán）餘應力。

（4）合理（lǐ）選擇加熱溫度，控（kòng）製加熱速度，對於精密複雜模具可（kě）采取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方法來減（jiǎn）少模具熱處理變形。

（5）在保證模具硬度的前提下，盡量采用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

（6）對精密複雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加熱淬火和淬火後的（de）深冷（lěng）處理（lǐ）。

（7）對一些精密複雜的模具（jù）可采用預先熱處理、時效熱處（chù）理、調（diào）質氮化（huà）熱處理來控製模具的精度。

最後，正確的熱處（chù）理工藝操作（如堵孔、綁（bǎng）孔、機械固定、適（shì）宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向（xiàng）和在冷卻介質中（zhōng）的運動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精（jīng）密複雜模具變形的有（yǒu）效措施。

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