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（bāo）括鋼的化學成分及原始組織兩方麵的影響。

從材料本身來看，主要通過（guò）成分對淬透性、Ms點等的影響而影響熱處理變形。

碳素工具鋼在正常淬火溫度進行水-油（yóu）雙液淬火時，在Ms點以上產生很大的（de）熱（rè）應力；當冷到Ms點以（yǐ）下時（shí），奧氏體向馬氏體（tǐ）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（lì）的數值不大。加上其（qí）Ms點不高，在發生馬氏體組（zǔ）織轉變時（shí），鋼的塑性已經（jīng）很差，不（bú）易發生塑性變形，因此，就保留了熱應力作用所造成的變形特征，模具（jù）型腔趨向（xiàng）收縮。但若淬（cuì）火溫度提高（>850℃），也可能因（yīn）組織應力起主導作用，而使型腔趨向於脹大。

在用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15鋼等低合金工具鋼製作模具時，其淬火變形規（guī）律與碳素工具鋼相似，但變形量要比碳素工具（jù）鋼（gāng）要小。

對於一些高合金鋼（gāng），如Cr12MoV鋼等，由於其（qí）碳及合金元（yuán）素含量較高，Ms點較低，因而淬火（huǒ）後（hòu）有較多的殘餘奧氏體（tǐ），它對由於馬氏體而致的體積膨脹有抵消作（zuò）用（yòng），因（yīn）此，淬火後的變形（xíng）就相當小，一般用空冷、風冷、硝鹽浴淬火時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火溫度過高（gāo），則殘餘奧氏體（tǐ）量增加，型腔也可能縮小。

若用（yòng）碳素結構鋼（如45鋼）或某些合金結構（gòu）鋼（如40Cr）製作模具，則（zé）因其Ms點較高，當表麵開始馬氏（shì）體轉變時，心部溫度尚較高，屈服強度較低，有一定的塑性，表麵對心部的瞬時（shí）拉伸組織應力，易於超過心部的屈服強度而使型腔趨向（xiàng）脹大。

高碳高合金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬（cuì）火變形的（de）影響特（tè）別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加熱至奧氏（shì）體狀態後的成分不均勻性，因而，不同區域的Ms點就會（huì）有高有低。在同樣冷卻條件下，奧氏體向馬氏體轉變就（jiù）有先有後，轉（zhuǎn）變後的馬氏體就因含碳量不同而比容（róng）有大有小，甚至有一些低碳、低合（hé）金區域可能根本得不（bú）到馬氏（shì）體（而（ér）得到（dào）貝氏體、屈氏體等），所有（yǒu）這些都會造成零件淬火（huǒ）後的不（bú）均勻變形。

此外，最終熱處理之前的組織狀態（tài）對變形也有一定的影響，例如，原（yuán）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。所以變形要求嚴（yán）格的模具，常在粗加（jiā）工後先進（jìn）行一（yī）次調質（zhì）處理，然後再（zài）進行精加工及最終熱處理。

二.模具幾何形狀對變形的影響

模具幾何形狀對熱處理變形的影響，實際上（shàng）仍是通過（guò）熱應力、組織應力來起作用的。由於模具的形狀是多種多樣的（de），要（yào）從中總結出確切的變形規律，目前還很困難。

對於對稱型的模具，可（kě）根據型腔尺寸、外（wài）形尺寸及高度來（lái）考慮型腔（qiāng）的變形傾向（xiàng）。當（dāng）模具的壁薄、高（gāo）度小時，則較易（yì）於淬透，這時有可能是組織應（yīng）力起主導作用，因此，型腔常趨向脹大。反之，壁（bì）厚、高度大，則不（bú）易淬透，此時可能（néng）是熱應力（lì）起主導作用，因此，型腔常趨向縮（suō）小。這（zhè）裏所說的是一般趨勢，在生產實踐中，還須結合零件的具（jù）體（tǐ）形狀，所采用的鋼種及熱（rè）處理工藝等來加以考慮，通過（guò）實（shí）踐不斷總結出經驗來。由於實際生產（chǎn）中，模具的外形尺寸往往不是主（zhǔ）要的工作尺寸，且變形後還可（kě）通過磨削加工等加以校正，所以上麵分析的主要是型腔的變形趨（qū）勢。

對於不對稱的模具的變形，同樣也是熱應力（lì）、組織應力綜合作用的結（jié）果。例如，對薄（báo）壁薄邊的模具（jù），由於模壁（bì）薄，淬火時內外溫差小（xiǎo），因而熱應力小；但（dàn）容易淬透，組織應力較大，所以變（biàn）形趨向於型腔脹大。

為了減小模具的變形，熱處（chù）理部（bù）門應與模具設計部門共同研究，改善（shàn）模具設計，如（rú）盡可能避免截麵大小相差懸殊的模具結構、模具形狀力（lì）求對稱、複雜（zá）模具用拚合結構等（děng）。

當不能改變模具（jù）形狀時，為了減小變（biàn）形，還可以采取一些其它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件，使各（gè）部分得（dé）以均勻（yún）冷卻；此外，也可以輔助（zhù）以各種強製措施，以（yǐ）限製零件的淬火（huǒ）變形。例如，增加工藝孔，就是使各部分（fèn）均勻冷卻的一（yī）個措施，即在模具某些部分開孔，使模具各個部分（fèn）得以均勻地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大的模具外圍用石棉（mián）包住，以增大內孔與外層的冷卻差（chà）異，使型腔收（shōu）縮。在（zài）模具上留筋或加筋是減少變形的又一種強製措施，它特別適用於型腔脹大的凹模，及槽口易脹大或縮小（xiǎo）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，則模具中產生的熱應力越大，易於造成模具的變形開裂，尤其對於合金（jīn）鋼及高合金鋼，因其導熱性差，尤（yóu）需注意（yì）進（jìn）行預（yù）熱，對於（yú）一些（xiē）形狀複雜的高合金（jīn）模具，還需采取多次分級（jí）預熱。但在（zài）個別情況下（xià），采（cǎi）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（hái）保持“冷（lěng）態（tài）”，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，從而減少了淬（cuì）火變形。根據一些工廠經驗，用於解決孔距（jù）變形方麵有一定效果。

2.加（jiā）熱溫度的影響

淬火加熱溫度的高（gāo）低影響材料的淬透性，同時對奧氏體（tǐ）的成分與晶粒大小起作用。從淬透（tòu）性方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但同時（shí）使淬透性增高，因此組織應力也增大，並逐漸占主導（dǎo）地位。