一.模具材料對熱處理變形的影響

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

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

碳素工具鋼在正常淬（cuì）火溫度進行水-油（yóu）雙液（yè）淬火時（shí），在Ms點以（yǐ）上產生很大的熱應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏（shì）體轉變，產（chǎn）生組織應（yīng）力，但由於碳素工（gōng）具鋼淬透性差，所以組織應力的數值不大。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑性已經（jīng）很差，不易發生塑性變形，因此，就保留了熱應力（lì）作用所造成的變形特征，模具型（xíng）腔趨向收縮。但若淬（cuì）火溫度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低（dī）合金工具鋼製作模具（jù）時，其淬火變形規律與碳素工具鋼相似，但變形量（liàng）要比碳素工具鋼要小。

對於一些高合金（jīn）鋼，如Cr12MoV鋼等，由於其碳及合金元素（sù）含量（liàng）較高，Ms點較低（dī），因而（ér）淬火後有較多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作用（yòng），因此（cǐ），淬火（huǒ）後的變形就相當小，一般用空冷（lěng）、風冷、硝鹽浴（yù）淬火（huǒ）時，模具型（xíng）腔趨於微量脹大；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（gāng）（如45鋼）或某些合金結構鋼（如（rú）40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表麵開始（shǐ）馬氏體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度較低，有一定的（de）塑性，表麵對心部的瞬時拉伸組織應力，易於超過心部的屈服（fú）強度而使型腔趨向（xiàng）脹大（dà）。

高碳高合金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏（piān）析對淬火變形的影響特（tè）別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加熱至奧氏體狀（zhuàng）態後的（de）成分不均勻性，因而，不同區域的Ms點就會有高有低（dī）。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（yǒu）大有小（xiǎo），甚至（zhì）有一些（xiē）低碳、低合金區域可能根本得不到馬氏（shì）體（而得到貝氏體、屈氏體（tǐ）等），所有這些都會造成（chéng）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（yǐng）響，例（lì）如，原始組織為球狀（zhuàng）珠（zhū）光體的就比（bǐ）片狀珠光體的（de）在淬火後變形（xíng）傾向要小。所（suǒ）以變形要求嚴格的模具，常在粗加工後先進行一次調質處（chù）理，然後再進行精加（jiā）工（gōng）及最終熱處理。

二.模（mó）具幾何形狀對變形的影（yǐng）響（xiǎng）

模具幾何（hé）形狀（zhuàng）對熱處理變形的影響，實際上仍是通過熱應力（lì）、組織應力來起作用的。由於模具的形狀是多種（zhǒng）多樣的，要從中總結出確切（qiē）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（qiāng）尺寸、外形尺寸（cùn）及高度來考慮型腔的變形傾向。當模具的壁薄、高度小時，則較易於（yú）淬透，這時有可能是組織應力起主導作（zuò）用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁厚、高度大，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（yī）般趨勢，在（zài）生產實踐中，還須結合（hé）零件（jiàn）的具體形狀，所采（cǎi）用（yòng）的鋼種及熱處理工藝等（děng）來加（jiā）以考慮，通過實踐不斷總結出經驗來。由於實際（jì）生產中，模（mó）具的外（wài）形尺寸往（wǎng）往不是主要的工作尺寸（cùn），且變形後還可通過磨削加工等加以校正，所以上麵分析的主要是型（xíng）腔的（de）變形趨勢。

對於不對稱的模（mó）具的變形，同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的結果。例（lì）如，對薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬火時（shí）內外溫（wēn）差小，因而熱應力小；但容易淬透，組織應力較大，所以變形趨向於型腔脹大。

為了（le）減小模具（jù）的變形，熱處理部（bù）門應與模具設（shè）計部門共同研究，改善（shàn）模具設（shè）計，如盡可（kě）能避免截麵大小相差懸殊的模具結構、模具形狀力求對稱、複雜模具用拚合結構等。

當不能改變（biàn）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（gǎi）善冷卻條（tiáo）件，使各（gè）部分得以均勻冷卻；此外，也可以輔助以各種強（qiáng）製措施（shī），以限製零件（jiàn）的淬火變形。例如，增加工藝孔，就是（shì）使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（jun1）勻（yún）地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大的模具（jù）外圍用石棉包住（zhù），以增大內孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮。在模具上留筋或加筋是減少變形的（de）又一種強製措施，它特別適用於型腔（qiāng）脹大的凹模，及槽口（kǒu）易脹大或縮小的模具。

三.熱處理工藝對模具變形的影響

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（zhōng）產生的熱應力越大，易於造成模具的變形（xíng）開裂，尤其對於合金鋼及（jí）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合金模具，還需采（cǎi）取多次分（fèn）級預熱。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形，這時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應地減少了組織應力和熱（rè）應力，且心（xīn）部變形抗力較大，從而減（jiǎn）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.加熱溫度的影響

淬火加熱溫度的高（gāo）低影響材料的（de）淬透性，同時對奧氏體的成分與晶粒大小起作用。從淬（cuì）透性方麵看，加熱溫度（dù）高，將（jiāng）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。