精密（mì）模具热处理（lǐ）变形原因及（jí）预防措施，模具材（cái）质对精密模具的（de）影响

就精密（mì）复杂模（mó）具变形状况、变形原因作研究，来探讨减（jiǎn）少和控制精密复杂（zá）模具（jù）变形的措施，以提高模（mó）具（jù）产品（pǐn）的质量和使用寿命。

一（yī）、精密模具（jù）材料（liào）的（de）影响

1.模具的选材

某模具（jù）企业从（cóng）选材和热（rè）处理简便考虑，选择T10A钢制造截面尺寸相（xiàng）差悬殊、要求淬火后变（biàn）形较小的较复杂（zá）模具（jù），硬度要求56-60HRC。热处（chù）理后模具硬度符合技术要求，但模具变形较大，无法使（shǐ）用，造成模具（jù）报废。后来该企业采用微变形钢Cr12钢制造，模具热处理（lǐ）后硬度和变形量都符合要求。预（yù）防措施：制造精密复杂（zá）、要求变形较小的模（mó）具，要尽量选用微变形钢，如空淬钢等。

2.模具材（cái）质的（de）影（yǐng）响（xiǎng）

某厂送来一批Cr12MoV钢，制造较（jiào）复杂模具（jù），模具都带有Φ60mm圆孔，模具热处理后，部分模具圆（yuán）孔出现椭圆，造成模具报废。一般来说，Cr12MoV钢是微（wēi）变形钢，不应该出（chū）现较大变形。我们对变（biàn）形严重的模具（jù）进行金（jīn）相分析发现，模具钢中含有大量的共晶碳化（huà）物，且呈带状和块状分布。

（1）模具椭圆（变形）产生的原因

这是因为模具（jù）钢中呈（chéng）一（yī）定方向（xiàng）分布（bù）的不均匀碳化物的存在，碳化物的膨胀系（xì）数比钢的基体组织小30%左右，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，使模具内孔发生不均匀的变形，从而（ér）使模具的圆（yuán）孔出（chū）现椭圆。深圳五金模具

（2）预防（fáng）措施

① 在制造精密复杂模具时，要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差（chà）的钢材。

② 对存在碳化物严重偏析的模具钢，要进（jìn）行（háng）合（hé）理锻造来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除（chú）性能的各向异性（xìng）。

③ 对锻造后的模具钢要进行（háng）调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和（hé）弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。

④ 对于尺寸较大或无法锻造的（de）模具，可采用固溶（róng）双细（xì）化（huà）处理，使碳化物细化、分布均（jun1）匀，棱（léng）角圆整化，可达到（dào）减（jiǎn）少模具热（rè）处（chù）理变形的目的。

二、模具结构（gòu）设（shè）计的影响（xiǎng）

有些模具选材和钢的材质（zhì）都很好，往往（wǎng）因为模具结构设计不合理，如薄边、尖（jiān）角（jiǎo）、沟槽、突变的台阶、厚（hòu）薄悬殊等，造成模具热处理后变形较大。

1.变形的（de）原（yuán）因

由于模具各处厚薄不均（jun1）或存在尖锐圆角，因此在淬火时引起模（mó）具各部位之间的热应力和组织应力（lì）的不同，从而导致各部（bù）位体积（jī）膨胀（zhàng）的不同，使模具淬火后产（chǎn）生变形。

2.预防（fáng）措施

设计模具时，在满足实际生产（chǎn）需要的情况下，应尽（jìn）量减少模具厚薄悬殊、结构不对（duì）称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具（jù）的变形规（guī）律（lǜ）预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形（xíng）状特别复杂的模具，为使淬（cuì）火时冷却均匀，可采用组合结构。

三、模具制造（zào）工序及残余应力的影响

在工厂经常发（fā）现（xiàn），一些形状复（fù）杂（zá）、精度要求高的模具，在热处理后变形较大，经认真调查后发现，模具（jù）在机械加工和最后热处理阶段未进行任何预先热处理。

1.变形原因

机（jī）械加工过程中的残余应力和淬（cuì）火后的应力（lì）叠加，增大了模具热处理后的变形。

2.预防措施

（1）粗加工后、半精加工前应进行（háng）一次去应（yīng）力退火，即（630-680）℃×（3-4）h炉冷至（zhì）500℃以下出炉空冷，也可采用400℃×（2-3）h去应力处理。

（2）降低淬火（huǒ）温度（dù），减少淬火后的（de）残余应力（lì）。

（3）采用淬油170oC出油空冷（分级淬火）。

（4）采用等温淬火工（gōng）艺可减少淬火（huǒ）残余应（yīng）力。

采用以上措施可使模具淬（cuì）火后残余应力减少，模具变形较小。

四、热处（chù）理加热工艺的影响（xiǎng）

加热速度的（de）影响（xiǎng）

模具热处理后的（de）变形一般都认为是冷却造成的，这是不正确的。模具特别是复杂模具（jù），加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大（dà）的影（yǐng）响，对一些模具加热工艺的对比可明显看出，加热速度较快，往往产生较大的变形。精密（mì）零件

（1）变形原因

任何金属（shǔ）加热时（shí）都要膨胀，由于钢在加热时，同一个模具内，各部分的（de）温（wēn）度不均（即加热的不均匀）就必然会造（zào）成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成（chéng）因加热（rè）不均的内应力（lì）。在钢（gāng）的相变点以下温度，不均匀的加热（rè）主要（yào）产生（shēng）热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组（zǔ）织应力。因此加热速度越（yuè）快，模具表面与中心部的温度差别越大，应力也（yě）越（yuè）大，模具热处理后产生的变（biàn）形也越大。

（2）预防措施

对复杂模具在相（xiàng）变点以下加热时应缓慢加热。一般来说，模具真空热处理变形要比盐浴（yù）炉加热淬火小得（dé）多（duō）。采（cǎi）用预热，对于低合金钢模具可采用一次（cì）预热（550-620oC）；对于高合金钢模（mó）具应采用二次预热（550-620oC和800-850oC）。