一.模具材料對熱處理變形的影響

材料對熱處理變（biàn）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，主要通過成分對淬透性、Ms點等的影響而影響熱處理（lǐ）變形。

碳素工具鋼在（zài）正常淬火（huǒ）溫度進行水-油雙液淬火時，在Ms點以上產生很大的熱應力；當（dāng）冷到Ms點以下時，奧氏（shì）體向馬（mǎ）氏體轉變，產生組織應（yīng）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（diǎn）不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑性已經很差，不易（yì）發生塑性變形，因此，就保留了（le）熱應力作用（yòng）所造成的變形特征，模具型腔趨向收縮。但若（ruò）淬（cuì）火溫（wēn）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（děng）低合金工具鋼製作模具（jù）時，其淬火變形規律與（yǔ）碳素工具鋼（gāng）相似，但變形量要比碳素工（gōng）具鋼要（yào）小。

對於一些高合金鋼，如Cr12MoV鋼等，由（yóu）於其碳及合金元素含量較高，Ms點較低，因而淬火後（hòu）有較多的殘餘奧氏體，它對由於馬氏體而致（zhì）的體積膨（péng）脹（zhàng）有（yǒu）抵消（xiāo）作用，因此，淬火後的變形就相當小，一般用空（kōng）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，則殘餘（yú）奧氏體量增加（jiā），型（xíng）腔也可（kě）能縮小（xiǎo）。

若用（yòng）碳（tàn）素結構鋼（如45鋼（gāng））或某些合金結構鋼（gāng）（如40Cr）製作模具，則因其Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心部（bù）溫度尚較高，屈服強度較低，有一定的塑性，表麵對心部的瞬（shùn）時拉伸組織應力，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（gāng））中碳化物偏析對淬火變形的影響特別明（míng）顯。由（yóu）於碳化物偏（piān）析造（zào）成鋼加熱至奧氏體狀態後的成分不均勻性，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（mǎ）氏體轉變就（jiù）有先有後（hòu），轉變後的馬氏體就因含碳量不同而（ér）比容（róng）有大（dà）有小（xiǎo），甚（shèn）至有一些低碳、低（dī）合金區域可能根本得（dé）不到馬氏體（而得到貝（bèi）氏體（tǐ）、屈氏體等），所有這些都（dōu）會造成零件淬火後的（de）不（bú）均勻變形。

此外，最終熱處理之前的組織狀（zhuàng）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（huǒ）後變形傾向要小。所以變形要求嚴格的（de）模（mó）具，常（cháng）在粗（cū）加工（gōng）後先進行一（yī）次（cì）調質處理，然後再進（jìn）行精加工及最（zuì）終熱（rè）處理。

二.模具幾何（hé）形狀對變形的影響（xiǎng）

模具幾（jǐ）何形狀對熱處理變形的影響，實際上仍是通過熱應力、組織應力來（lái）起作用的（de）。由於模具的形狀是多種多樣的，要從中總（zǒng）結出確切的變形規律，目前（qián）還很（hěn）困難。

對於對稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸及高（gāo）度來考（kǎo）慮型腔的變形傾向。當模具的壁（bì）薄、高度小（xiǎo）時，則較易於淬透，這時有可能是（shì）組織應力起主導作用，因此（cǐ），型腔常趨（qū）向脹大。反之，壁厚、高度大，則不易淬透，此時可能（néng）是熱（rè）應力（lì）起（qǐ）主導作用，因此，型（xíng）腔常趨向縮（suō）小。這裏所說的是一般趨勢，在生產實踐中，還（hái）須結合零件的具體形狀，所（suǒ）采用的鋼（gāng）種及熱處理工藝等來加以考慮，通過實踐不斷總結出（chū）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，且變形後還可通過磨削加工等加以校正，所以上麵分析（xī）的主要是型腔的變形趨勢。

對於不對稱的模具的變形，同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的（de）結果。例如，對薄壁薄邊的模具，由於模壁薄，淬（cuì）火時內外（wài）溫差小，因而熱應力小；但容易淬透，組織（zhī）應力較大，所以變（biàn）形趨（qū）向於型（xíng）腔脹大。

為了（le）減小模（mó）具的變（biàn）形，熱處理部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（xiǎo）相差懸殊的模具結構、模具形狀力（lì）求對稱、複雜模具（jù）用拚合結構等。

當不能改（gǎi）變模具形狀時，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，使各部分得以均勻冷卻；此外（wài），也可以輔助以各種強製措施，以限製零件的淬火變形。例（lì）如，增加工藝孔，就是使各部（bù）分（fèn）均勻冷卻的一個措施，即在模（mó）具某些部分開孔，使模具各個部分得（dé）以均勻地冷卻以減小變形。也可在淬火後容易脹大（dà）的（de）模具外圍用石棉（mián）包住，以增大內孔與外層的冷卻差異，使型腔收縮。在模具上留筋（jīn）或加筋是（shì）減（jiǎn）少變形的又（yòu）一種強製措施，它（tā）特別適用於（yú）型（xíng）腔脹大的凹（āo）模，及槽口易脹大或縮小的模具。

三（sān）.熱處理工藝對模具變形的影響

1.加熱（rè）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，尤其對於合金鋼及高合金鋼，因其導熱性差，尤需注意（yì）進行預熱，對於一些（xiē）形狀複雜的（de）高合金模具，還需采取多次分級預熱。但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少（shǎo）變形，這時僅加熱模具的表麵，而中心還保持“冷態”，所以相應（yīng）地減少了組織（zhī）應力和熱應力，且心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形。根據一些（xiē）工（gōng）廠經驗，用（yòng）於解決孔（kǒng）距變形方麵有一定效果。

2.加熱溫度的影響

淬火加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時對奧（ào）氏體的成分與晶粒大小起（qǐ）作用。從淬透性方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大（dà），但同時使淬（cuì）透性（xìng）增高，因此組織應力也增大（dà），並（bìng）逐漸占主導地位。

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