一（yī）.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理（lǐ）變（biàn）形的影響，包括鋼的化學成分及原始組（zǔ）織（zhī）兩方麵的影響。

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

碳素工具鋼在正常淬火溫度進行水-油雙液淬火時，在Ms點以（yǐ）上產生很大（dà）的熱應力；當冷（lěng）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（chà），所（suǒ）以組織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬（mǎ）氏體組織轉變時，鋼的塑性已經很差，不易發（fā）生塑性（xìng）變形，因此，就保留了熱（rè）應力作用所造成的變形（xíng）特征，模具型腔趨向收縮。但若淬火溫度（dù）提高（>850℃），也可能因組織應力起主導（dǎo）作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼（gāng）等低合金工具鋼製作模具時，其淬火變形（xíng）規律與碳素工具鋼相似，但（dàn）變形量要（yào）比碳素工具鋼要小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元素含量（liàng）較高，Ms點較低，因而淬火後有較（jiào）多（duō）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（yī）般用空冷、風冷、硝鹽浴淬火時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火溫度（dù）過高，則殘餘奧氏體量增加（jiā），型腔也可（kě）能縮小。

若用碳素結構鋼（如45鋼）或某些合金結構鋼（如40Cr）製作（zuò）模具，則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度較（jiào）低，有一定的塑性，表（biǎo）麵對心部的瞬時拉伸組織應力，易於超過心部的屈服強度而使型腔趨向脹（zhàng）大。

高碳高合（hé）金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火變形的影響特別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加熱至奧氏體狀態後的成分（fèn）不均勻性，因而，不同區域的Ms點（diǎn）就會有高有低。在同樣冷卻條件下，奧氏體向馬氏體（tǐ）轉變就有先有後，轉變後的馬氏體就因含碳量（liàng）不同而比容有大有小，甚至（zhì）有一些低碳、低合金區域可能根本（běn）得不到馬氏體（tǐ）（而得到（dào）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，最終（zhōng）熱（rè）處理之前的組織狀態對變形也有一定的影響（xiǎng），例如，原始組織為球狀珠光體的（de）就比片狀珠（zhū）光體（tǐ）的在（zài）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次調（diào）質處理（lǐ），然後再進行（háng）精（jīng）加工及（jí）最終熱處（chù）理（lǐ）。

二.模具幾何形狀對變（biàn）形的影響

模具幾（jǐ）何形狀對熱（rè）處理（lǐ）變形的影響，實際（jì）上仍是通（tōng）過熱應力（lì）、組織（zhī）應力來起作（zuò）用的。由於模具的形（xíng）狀（zhuàng）是多種多樣的，要從中總結出確切的變形規律，目前還很困（kùn）難。

對（duì）於對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸及高度來考慮型腔（qiāng）的變形傾向。當模（mó）具的壁薄、高度小時，則較易於淬透，這時（shí）有可能（néng）是組（zǔ）織應力起主導作用，因此，型腔常趨向（xiàng）脹大。反（fǎn）之，壁厚、高度大，則（zé）不易淬透，此時可能是熱應力起主導作用，因此，型腔（qiāng）常趨（qū）向縮小。這裏所說的是一般趨勢，在生產實踐（jiàn）中，還須結合零件的具體形狀，所采用的鋼種及熱處理工（gōng）藝等（děng）來（lái）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工作尺寸（cùn），且變（biàn）形後還可通過（guò）磨削加工等加（jiā）以校正，所以上麵（miàn）分析的主要（yào）是型腔（qiāng）的變形趨勢。

對於不對（duì）稱的模具的變形，同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的結果。例如，對薄壁薄邊的模具（jù），由於模壁薄（báo），淬（cuì）火時內外溫差小，因而熱應力小；但容易淬透（tòu），組織應力較大，所（suǒ）以（yǐ）變形趨向於型腔脹（zhàng）大。

為了減小模具的變形，熱處理部（bù）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差懸殊的模具結構、模（mó）具形狀力求對稱、複（fù）雜模（mó）具用拚合結構等。

當不能改變模具形狀時（shí），為了減小變形，還可以采（cǎi）取一些其它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各部分得以均勻（yún）冷卻；此外，也可以輔助以各種強製措（cuò）施（shī），以限製零件的淬（cuì）火變形。例（lì）如，增（zēng）加工藝孔，就是使各部分均勻冷（lěng）卻的一個措施，即在模具某些（xiē）部（bù）分（fèn）開孔，使模具各個（gè）部分得以均勻地（dì）冷卻（què）以減小變形。也可在淬火後容易（yì）脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內孔與外（wài）層的冷卻差異，使（shǐ）型腔收縮。在模具上留筋或加筋是減少變形的又一種強（qiáng）製措施，它特別適用於型（xíng）腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小（xiǎo）的模具。

三.熱處理工（gōng）藝對模（mó）具變形的（de）影（yǐng）響

1.加熱速度的影響

一般來說，淬火加熱時，加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越（yuè）大，易於造成模（mó）具的變形開裂，尤其對於合金鋼及高合金鋼，因其導熱性差，尤需注意進行預熱，對（duì）於一些形狀複雜的高合金模具，還需采取多次分級預（yù）熱（rè）。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可（kě）以減少變形，這（zhè）時僅（jǐn）加熱（rè）模具（jù）的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應地減少了組織應力和熱應力，且心（xīn）部變（biàn）形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些工廠經驗，用於解決孔距變形方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影（yǐng）響

淬（cuì）火加熱溫度的高低影響材料的淬（cuì）透性，同時（shí）對奧氏體的成（chéng）分與晶粒大小起作用。從淬透性方麵看，加（jiā）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（zēng）大，並逐漸占主導地位。

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