精密模具热处理变形原因及预防措施
就精密复杂模具变形状况、变形原因作研究，来探讨减少和控制精密复杂模具变形的措施，以提高模具产品的质量和使用寿命。一、模具材料的影响1.模具的选材某模具企业从选材和热处理简便考虑，选择T10A钢制造截面尺寸相差悬殊、要求淬火后变形较小的较复杂模具，硬度要求56-60HRC。热处理后模具硬度符合技术要求，但模具变形较大，无法使用，造成模具报废。后来该企业采用微变形钢Cr12钢制造，模具热处理后硬度和变形量都符合要求。预防措施：制造精密复杂、要求变形较小的模具，要尽量选用微变形钢，如空淬钢等。
2.模具材质的影响某厂送来一批Cr12MoV钢，制造较复杂模具，模具都带有Φ60mm圆孔，模具热处理后，部分模具圆孔出现椭圆，造成模具报废。一般来说，Cr12MoV钢是微变形钢，不应该出现较大变形。我们对变形严重的模具进行金相分析发现，模具钢中含有大量的共晶碳化物，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钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在，碳化物的膨胀系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，从而使模具的圆孔出现椭圆。
（2）预防措施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的钢材。② 对存在碳化物严重偏析的模具钢，要进行合理锻造来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除性能的各向异性。③ 对锻造后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、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模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀，棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。
二、模具结构设计的影响有些模具选材和钢的材质都很好，往往因为模具结构设计不合理，如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等，造成模具热处理后变形较大。
1.变形的原因由于模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角，因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同，从而导致各部位体积膨胀的不同，使模具淬火后产生变形。
2.预防措施设计模具时，在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少模具厚薄悬殊、结构不对称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状特别复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用组合结构。
三、模具制造工序及残余应力的影响在工厂经常发现，一些形状复杂、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.变形原因机械加工过程中的残余应力和淬火后的应力叠加，增大了模具热处理后的变形。
2.预防措施（1）粗加工后、半精加工前应进行一次去应力退火，即（630-680）℃×（3-4）h炉冷至500℃以下出炉空冷，也可采用400℃×（2-3）h去应力处理。（2）降低淬火温度，减少淬火后的残余应力。（3）采用淬油170oC出油空冷（分级淬火）。（4）采用等温淬火工艺可减少淬火残余应力。采用以上措施可使模具淬火后残余应力减少，模具变形较小。
四、热处理加热工艺的影响加热速度的影响
模具热处理后的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，加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响，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。
（1）变形原因任何金属加热时都要膨胀，由于钢在加热时，同一个模具内，各部分的温度不均（即加热的不均匀）就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。因此加热速度越快，模具表面与中心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。
（2）预防措施对复杂模具在相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炉加热淬火小得多。采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620oC）；对于高合金钢模具应采用二次预热（550-620oC和800-850oC）。
模具热处理是很重要的，处理不当，变形大，甚至影响最后的精加工工序。 热处理后用钨钢刀加工 :victory:
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