精密模具零件的熱處理變形是模具熱處理過程中的主要缺陷之一，因此控制精密復雜模具的變形一直是熱處理生產(chǎn)中的關鍵問題。眾所周知，在模具的熱處理過程中，特別是淬火過程中，由于模具截面各部分的加熱和冷卻速度不同，以及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時間不同等因素造成的溫差，使模具各部分的體積膨脹和收縮不均勻，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不均勻，從而造成模具內(nèi)外溫差引起的“結(jié)構(gòu)應力”和熱應力。當內(nèi)應力超過模具的屈服極限時，模具就會變形。因此，減少和控制精密復雜模具的變形是熱處理工作者的一個重要研究課題。本次對精密模具零件的變形、變形原因進行了研究，以減少和控制復雜精密模具的變形，提高模具產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

一、精密模具零件材料的影響因素及預防措施:

1．模具的選材：

（1）某機械廠從選材和熱處理方法簡便可以考慮，選擇T10A鋼制造截面進行尺寸相差懸殊、要求不同淬火后變形影響較小的較復雜模具，硬度達到要求56-60HRC。熱處理后模具硬度符合企業(yè)技術發(fā)展要求，但模具結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生較大，無法通過使用，造成我國模具報廢。后來該廠主要采用微變形鋼Cr12鋼制造，模具熱處理后硬度和變形量都符合設計要求。

（2）預防措施：對于精度復雜、變形小的模具，應盡量選用空氣淬火等微變形鋼。

        2．模具材質(zhì)的影響：

某廠送來一批比較復雜的 Cr12MoV 鋼模具，模具有60毫米圓孔，模具熱處理后，部分模具圓孔出現(xiàn)橢圓形，造成模具報廢。一般來說，Cr12MoV 鋼屬于微變形鋼，不應出現(xiàn)大變形。對嚴重變形模具的金相分析表明，模具鋼中含有大量的共晶碳化物，呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓度（變形）的原因這是因為模具鋼中存在一定方向分布不均勻的碳化物。碳化物的膨脹系數(shù)比鋼基體小30％左右。加熱時防止模具內(nèi)孔膨脹，冷卻時防止模具內(nèi)孔收縮，造成模具內(nèi)孔不均勻變形，模具橢圓圓孔。

（2）預防措施：

①在制造企業(yè)精密技術復雜以及模具時，要盡量可以選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠進行生產(chǎn)的材質(zhì)效果較差鋼材。

② 對碳化物偏析嚴重的模具鋼，應合理鍛造，使碳化物晶粒破碎，碳化物分布不均的等級降低，性能各向異性消除。

3鍛后模具鋼應進行淬火回火，以獲得均勻的碳化物分布，細小而分散的索氏體組織，從而減少精密復雜模具熱處理后的變形。

④對于較大或不可鍛造的模具，可采用固溶雙重細化處理，使碳化物細化、分布均勻、邊角圓滑，達到減少模具熱處理變形的目的。

二、模具結(jié)構(gòu)進行設計的影響社會因素及預防措施：

有些模具材料和鋼材都很好，往往因為模具結(jié)構(gòu)設計不合理，如邊緣薄、尖角、凹槽、臺階陡、厚度不均等，導致熱處理后模具變形較大。

1.變形原因: 由于模具厚度不均勻或模具角度尖銳，在淬火過程中模具各部分產(chǎn)生不同的熱應力和結(jié)構(gòu)應力，導致各部分體積膨脹不同，使模具在淬火后產(chǎn)生變形。

2.預防措施：在模具設計中，如滿足實際生產(chǎn)需要，應盡量減少模具厚度不均和結(jié)構(gòu)不對稱，在模具厚度與厚度連接處，應盡量采用平順過渡等結(jié)構(gòu)設計。 根據(jù)模具的變形規(guī)律，預留加工余量，淬火后不會因模具變形而報廢。

對形狀進行特別對于復雜的模具，為使淬火時冷卻系統(tǒng)均勻，可采用給合結(jié)構(gòu)。

三、模具制造工藝及殘余應力的影響因素及預防措施：

在工廠里經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些形狀復雜、精度高的模具在熱處理后變形較大，經(jīng)過仔細研究，發(fā)現(xiàn)模具在加工和最終熱處理過程中沒有進行過任何預熱處理。

1、變形主要原因：在機械進行加工生產(chǎn)過程中的殘余應力和淬火后的應力可以疊加，增大了模具材料熱處理后的變形。

          2、預防措施：

（1）粗加工后、半精加工前應進行分析一次去應力隨著退火，即（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以下數(shù)據(jù)出爐空冷，也可采用400℃×（2-3）h去應力集中處理。

（2）降低淬火溫度，降低淬火后的殘余應力。

（3）采用170OC 淬火油空冷（階段淬火）。

（4）采用等溫淬火工藝可以降低淬火殘余應力。

采用基于以上這些措施可使模具淬火后殘余應力可以減少，模具變形較小。

四、熱處理加熱過程的影響因素及預防措施：

加熱速度的影響: 一般認為熱處理后的模具變形是由冷卻引起的，這是不正確的。模具尤其是復雜的模具，正確或不正確的加工工藝往往對模具的變形有較大的影響，對一些模具加熱過程的對比可以看得很清楚，加熱速度較快，往往產(chǎn)生較大的變形。

（1）變形原因:任何金屬受熱都會膨脹。鋼材加熱時，同一模具內(nèi)各部分溫度的不均勻（即加熱不均勻）必然會造成模具內(nèi)各部分膨脹的不一致，從而形成因加熱不均勻而產(chǎn)生的內(nèi)應力。在低于鋼的相變點的溫度下，加熱不均勻主要產(chǎn)生熱應力，當溫度超過相變點時，加熱不均勻還會產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的各向異性，不僅產(chǎn)生組織應力。因此，加熱速度越快，模具表面與型芯的溫差越大，熱處理后模具的應力越大，變形也越大。

（2）預防控制措施：對復雜以及模具在相變點以下進行加熱時應緩慢通過加熱，一般企業(yè)來說，模具設計真空熱處理過程中變形能力要比鹽浴爐加熱淬火小得多。?采用不同預熱，對于低合金鋼模具結(jié)構(gòu)可采用學生一次活動預熱（550-620oC）；對于高合金剛模具應采用一個二次預熱（550-620oC和800-850oC）。咨詢請聯(lián)系業(yè)務員：13332695841(微信同號）