一.模（mó）具材料對熱處理變形的影響

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

從材料本（běn）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變形。

碳素（sù）工（gōng）具鋼在（zài）正（zhèng）常淬火溫度進行水-油雙液（yè）淬火時，在Ms點以上產生很大的熱應力；當冷到Ms點以下時，奧氏體向馬氏體（tǐ）轉變，產生組織應力，但由於碳（tàn）素（sù）工（gōng）具鋼淬（cuì）透性差（chà），所以組織應力（lì）的數值不大（dà）。加上其Ms點不高，在發生馬氏體組織轉變時，鋼的塑（sù）性已經很差，不（bú）易發生塑性變形，因此，就保留了熱應力作用（yòng）所造成的變形特征，模具型腔趨向收縮。但若淬火溫度提高（>850℃），也可能因組織應力起主導作用，而（ér）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（jù）時，其淬火變形規律與碳（tàn）素工具鋼相似，但變形量要比碳素工具鋼（gāng）要小。

對於一些高合（hé）金鋼，如（rú）Cr12MoV鋼等，由（yóu）於其碳及合（hé）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（tǐ），它對由於馬（mǎ）氏體而致的體積（jī）膨脹有抵消作用，因此，淬火後的變形就相當小，一般用空冷、風（fēng）冷、硝鹽浴（yù）淬火（huǒ）時，模具型腔趨於微量脹大；若淬火溫度過高，則殘（cán）餘奧氏（shì）體量增加，型腔也可能縮小。

若（ruò）用碳素結構鋼（如45鋼（gāng））或某些合金結構鋼（如40Cr）製（zhì）作模具，則因其（qí）Ms點較高，當表麵開始馬氏體轉變時，心（xīn）部溫（wēn）度尚較高，屈服強度較低，有（yǒu）一定的塑性，表麵對心部（bù）的瞬時拉伸組織應力，易於超過心部的屈（qū）服強度而使型腔趨向脹大。

高（gāo）碳高合金鋼（如Cr12型鋼）中碳化物偏析對淬火變形的（de）影響特（tè）別明顯。由於碳化物偏析造成鋼加熱至奧氏體狀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（de）馬氏（shì）體就（jiù）因含碳量不（bú）同而（ér）比容有大有小（xiǎo），甚至有一些低碳、低合金區域可能根本得不到馬氏體（而得到貝氏體、屈氏體等），所有這些都會造成零（líng）件淬火後的不均勻變形。

此外，最終（zhōng）熱處（chù）理之前的組織狀態對變形也有一定的影響，例如（rú），原始組織為球狀珠光（guāng）體的就比片狀珠（zhū）光體的在淬火後變形傾向要小。所以變形要求嚴格的模具（jù），常在粗加工後先進行一次調質處理，然後再進行精加工及最終熱處理。

二（èr）.模具幾何（hé）形狀對變形的影響

模具幾何形狀對熱處理變（biàn）形的（de）影響，實際上仍是通過熱應力（lì）、組（zǔ）織應力來起作用的。由（yóu）於模具的形狀是多種多樣的，要從中總結出確（què）切的變形（xíng）規律，目前還很（hěn）困難。

對於對（duì）稱型的模具，可根據型腔尺寸、外形尺寸（cùn）及（jí）高度來考（kǎo）慮型腔的變形傾向（xiàng）。當模具的壁薄、高度小時，則較易（yì）於淬透，這（zhè）時有可能是組織應力起主（zhǔ）導作用，因此，型腔常趨向脹（zhàng）大（dà）。反之，壁厚、高度大，則不易淬透，此時可能是熱應力起主導（dǎo）作用，因此，型腔常趨（qū）向縮小。這裏所說的是一般趨勢，在生產（chǎn）實踐中，還須（xū）結合零件的具體形狀，所采用的鋼種（zhǒng）及熱處理工藝等來加以考慮，通過實踐（jiàn）不斷總結出經（jīng）驗來。由於實際生產中（zhōng），模（mó）具的外形尺寸往往不是主要的工作尺（chǐ）寸，且變形後還可通過磨削加工（gōng）等加以校正（zhèng），所以上麵分析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（yīng）力（lì）綜合作用的結果。例如，對薄壁薄邊的模具，由（yóu）於模（mó）壁薄，淬火（huǒ）時內外溫差小，因而熱應力小；但容易淬（cuì）透，組織應力較大，所以變形（xíng）趨向（xiàng）於型腔脹大。

為（wéi）了減小模具的變形，熱處理部門應與模具設計部門共同研究（jiū），改善模具設（shè）計，如盡可能避免（miǎn）截麵大小相差懸殊的（de）模具（jù）結構（gòu）、模具形狀力求對稱、複雜模具用拚合結構等。

當不能改變模具形狀時，為了減小變形，還可以采取一些其它的措施。這些措施總（zǒng）的考慮是改善冷卻條件（jiàn），使各部分得以（yǐ）均勻冷卻（què）；此外，也可以輔助以各種強製措（cuò）施（shī），以限製零件的淬火變形。例如，增加工藝孔，就是使（shǐ）各（gè）部分均（jun1）勻冷卻的一個措施，即在模具某些部分開（kāi）孔，使模（mó）具各個部分得以均勻地冷卻以減小變形。也可在淬（cuì）火後（hòu）容易脹大的模具外圍用石棉包住，以增大內孔（kǒng）與外層的冷卻差異（yì），使型腔收縮。在（zài）模具上留筋或（huò）加筋是減少變形的又一種強製（zhì）措施，它特別適用於型腔脹大（dà）的凹（āo）模，及槽口易脹大或縮小的模具。

三.熱處理工藝對模具（jù）變形的影響（xiǎng）

1.加熱速度的影響

一般來說，淬火加熱時（shí），加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越大（dà），易於造成（chéng）模具的變形開裂，尤其對於合金鋼及（jí）高合金鋼，因（yīn）其導熱性差，尤需注意進（jìn）行預熱，對於一些形狀（zhuàng）複雜的高（gāo）合金模具，還需采取多次分（fèn）級預熱。但在（zài）個（gè）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（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（shǎo）了淬火變形。根據一些工（gōng）廠經驗（yàn），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（rè）溫度（dù）的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏體的成分與晶粒大小起（qǐ）作（zuò）用。從淬透性方麵看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但同時使淬透性增高，因此組織應力也增大，並逐漸占主導（dǎo）地位（wèi）。