一（yī）.模具材料對（duì）熱處理變形的影（yǐng）響（xiǎng）

材料對熱處理變形的影響，包括鋼的化學（xué）成分及原始組織兩方麵的影響。

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

碳素工具鋼在正常淬火溫度進行水-油雙液淬火（huǒ）時，在Ms點以上產生（shēng）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，但由於碳素工具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組（zǔ）織轉變時，鋼的塑性（xìng）已經很差，不易發生塑性變形，因此（cǐ），就保留了（le）熱應力作用所造（zào）成的變（biàn）形特征，模具型腔趨向收縮。但若淬火溫度提高（>850℃），也可能因組（zǔ）織應力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼（gāng）等低合金工具鋼（gāng）製作模具時，其淬火變形規律與碳素工具鋼相似，但變（biàn）形量（liàng）要比碳素工（gōng）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較高（gāo），Ms點較（jiào）低，因而淬火後有較多的殘餘奧氏（shì）體，它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作用，因此（cǐ），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（wēi）量脹大；若淬火溫度過高，則殘餘（yú）奧氏體量增加，型腔也可能縮小。

若用（yòng）碳素結構鋼（gāng）（如45鋼）或某些合（hé）金結構鋼（如40Cr）製作模具（jù），則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體（tǐ）轉變時，心部溫度尚較高，屈（qū）服（fú）強（qiáng）度較低，有一定的塑性，表麵對心部的瞬時拉（lā）伸組織應（yīng）力，易於（yú）超過心部的屈服強度而使型（xíng）腔趨（qū）向脹大。

高碳高（gāo）合金鋼（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（rè）至奧（ào）氏（shì）體狀（zhuàng）態後的成分不均勻性，因而，不同區域的Ms點就會有高有低。在（zài）同樣冷卻條件下，奧氏（shì）體（tǐ）向馬氏體轉變就有先有後，轉（zhuǎn）變後的馬氏體就因含碳量不同（tóng）而比容有大有小（xiǎo），甚至有（yǒu）一些（xiē）低碳、低合（hé）金區域可能根本得（dé）不到馬氏體（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造（zào）成零件淬火後的不均勻變形。

此外，最終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（zǔ）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。所以變形要求嚴格的（de）模具，常在粗加工後先進（jìn）行一次調（diào）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

模具（jù）幾何形狀對熱處理變形的影（yǐng）響，實（shí）際上仍（réng）是通過熱應力、組織應力來起作用的。由於模具（jù）的形狀是多種多樣的，要從（cóng）中總結出確切的變形規律，目前還很困難。

對於對稱型的模（mó）具，可根（gēn）據型腔尺寸、外形尺寸及高度來考慮型腔的變形傾向。當模（mó）具（jù）的壁薄（báo）、高度小時，則較易（yì）於淬透，這時有可（kě）能是組織應力起主導作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高（gāo）度大，則不易淬透，此時可能是熱應力起主導作用，因此，型腔常趨向縮小。這裏所說的是一般（bān）趨（qū）勢，在生產（chǎn）實踐中，還須結合零件的具體形狀（zhuàng），所采用的鋼（gāng）種及熱（rè）處理（lǐ）工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總結出經驗來。由於實（shí）際生產中，模具的外形尺寸往往不是主要的工作尺寸，且變形後還可通過磨（mó）削加工等加以校正，所以上麵分析的主要是型腔的變形趨（qū）勢。

對於不對稱的模（mó）具的變形，同樣也是熱應力、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，淬火時內外溫差小，因而熱應（yīng）力小；但容易淬透，組織應力較大，所以變形趨向（xiàng）於（yú）型腔脹大。

為了減小模具的變形，熱處理部門應（yīng）與（yǔ）模具設計部門共同研究，改善（shàn）模（mó）具設計，如盡可能避免截麵大小相（xiàng）差懸殊的模具結構、模（mó）具形狀力求（qiú）對稱、複雜（zá）模具用拚合結構等。

當不能改變模具形狀時（shí），為了減（jiǎn）小變（biàn）形，還可以采取一些其它的措施。這些措施總（zǒng）的考（kǎo）慮是改善冷卻條件，使各部分得以均勻冷卻（què）；此外，也可以輔助（zhù）以各種強製措施，以限製零件（jiàn）的淬火變（biàn）形。例（lì）如，增加工（gōng）藝孔，就是使各部分（fèn）均勻冷卻的一個措（cuò）施，即在模具某（mǒu）些部分開孔，使模具各個（gè）部分得以均勻地冷卻以減小變形（xíng）。也可在淬火後容易脹（zhàng）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，使型腔收縮。在模具（jù）上留筋（jīn）或加（jiā）筋是減少變形的又一種（zhǒng）強製措施，它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小的模具。

三.熱處理工（gōng）藝對（duì）模具變形（xíng）的影響

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大，易於造成（chéng）模具的（de）變形開裂，尤其對於合金鋼及高合金鋼，因其導熱性（xìng）差，尤需注意進行預熱，對於一些形狀複雜的高（gāo）合金模具，還需（xū）采取多（duō）次分級預（yù）熱。但在個別情況下，采（cǎi）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（chí）“冷（lěng）態”，所以相應地減少了組織應力和熱應力，且心部變形抗力較大（dà），從而（ér）減少了淬火變形。根據一些工廠經驗，用於（yú）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（rè）溫度的高低影響材料的（de）淬透性，同時（shí）對奧氏體的成分與晶粒大小起作用。從淬透性方（fāng）麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但（dàn）同時使淬透性增高，因此組織應力也增大（dà），並逐漸占主導地（dì）位。