精密模具熱處（chù）理變形（xíng）原因及預防措施，模具材質對精密（mì）模具的影響

就精密複雜模具變形狀況、變形原因作研究，來探討減少和控製精密（mì）複雜模（mó）具（jù）變形的措施，以提高模具產品（pǐn）的質量和使（shǐ）用壽命。

一（yī）、精（jīng）密模具（jù）材料的影響

1.模具的選材

某模具企業從選材和熱處理簡便考慮（lǜ），選擇T10A鋼製造截麵尺寸相差懸（xuán）殊、要求淬火（huǒ）後變形較小的較複雜模具，硬度要求56-60HRC。熱處理（lǐ）後模具硬度（dù）符（fú）合技術要（yào）求，但模具（jù）變形較大，無（wú）法（fǎ）使用，造成模具報廢。後來該企業采用微變形鋼（gāng）Cr12鋼製（zhì）造，模具熱處（chù）理後硬度和變（biàn）形量都符合（hé）要求（qiú）。預防措施：製造（zào）精密複雜、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬（cuì）鋼等。

2.模具材（cái）質的影響

某廠送來一批Cr12MoV鋼，製（zhì）造較複雜模具，模（mó）具都帶有Φ60mm圓孔，模具熱處理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成模具報廢（fèi）。一般來說，Cr12MoV鋼（gāng）是微變形鋼，不應該出現（xiàn）較大變形。我們對變形嚴重的模具進行金相分析發現（xiàn），模具鋼中含有大量的共晶碳化物，且（qiě）呈帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變形）產生（shēng）的原（yuán）因

這是因為模具鋼中（zhōng）呈一定方向（xiàng）分布的不均勻碳化物（wù）的存在，碳化物的膨脹係數比鋼的基體組織小30%左右，加熱時它阻止模具內孔（kǒng）膨脹，冷卻（què）時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻（yún）的變形，從而使模（mó）具的圓孔出現橢圓。深圳五金模具

（2）預防措（cuò）施

① 在製造精密複雜模具時（shí），要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小（xiǎo）鋼廠生產（chǎn）的材質較差的鋼材。

② 對存在碳化（huà）物嚴重偏析的模具鋼，要進行合理（lǐ）鍛（duàn）造來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均（jun1）勻分（fèn）布的等級，消除性能的各向異性。

③ 對鍛造（zào）後的模具鋼要進（jìn）行調質熱處理，使之獲得碳化（huà）物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而（ér）減少精密複雜模具熱處理後的變形。

④ 對於尺寸較大或無法鍛造的模（mó）具，可采用固（gù）溶雙細化處理，使（shǐ）碳化物細化、分（fèn）布均勻（yún），棱角圓（yuán）整化，可（kě）達到減少模具熱處理變形的目的。

二、模具結構設計的（de）影響

有些模具選（xuǎn）材和鋼的材質都很（hěn）好，往往因為模具結構設計不（bú）合（hé）理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，造成模具熱處理（lǐ）後（hòu）變形（xíng）較大。

1.變形（xíng）的原因

由於模具各處厚薄不均或存在尖（jiān）銳圓角，因此在淬火時（shí）引起模具各部位之間的熱應力（lì）和組織應力的不同，從而導致各部位體積膨脹的不（bú）同，使模具（jù）淬火後產（chǎn）生變形。

2.預（yù）防措施

設計模具時（shí），在滿足（zú）實際生產需要的情況（kuàng）下，應盡量減少模具厚薄懸殊、結構（gòu）不對稱，在（zài）模具（jù）的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等（děng）結構設計。根據模具的變形規律預留加工餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別（bié）複雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可采（cǎi）用組合結構。

三、模（mó）具製（zhì）造工序（xù）及殘餘（yú）應力的影響

在（zài）工廠經常發現，一些形狀複雜、精度要求高的模具，在熱處理後變（biàn）形較大，經認真調查後發現，模具在機械加工（gōng）和（hé）最（zuì）後熱處理階（jiē）段（duàn）未進行（háng）任（rèn）何（hé）預先（xiān）熱處理（lǐ）。

1.變形（xíng）原因

機械加工過程中的殘餘應力和淬火後的應力疊加，增大了模具熱處理後的變形。

2.預防措施

（1）粗加工後、半精加工前應（yīng）進行一次（cì）去應力退火，即（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以下（xià）出爐（lú）空冷（lěng），也可采用400℃×（2-3）h去應力處理。

（2）降低淬（cuì）火溫度，減少淬火後的殘餘應力。

（3）采用淬油170oC出油空冷（分級淬火）。

（4）采用等溫淬火工藝可（kě）減少淬火殘餘（yú）應力（lì）。

采用以上措施可（kě）使模（mó）具淬火後殘餘應力減少，模具變形較小。

四、熱處理加熱工藝的影響

加熱速度的影響（xiǎng）

模具熱（rè）處理（lǐ）後的變形一般都認為是冷卻造（zào）成的，這是不正確的。模具（jù）特別是複雜模具，加工工藝的正確與否對（duì）模具的變形往往產生較大的影響，對一些模具加熱工藝的對（duì）比可（kě）明顯看出，加熱速度較快，往往產生較大的變形。精密零件

（1）變形原因

任何金屬加熱時都要膨脹，由於鋼在加熱時，同一個模（mó）具內，各部分的溫度不均（即加熱的不均勻）就（jiù）必然會造成模具內各部分的膨脹的（de）不一致性，從（cóng）而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫度，不均勻的加熱主要（yào）產生熱（rè）應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變的不等時性，既產生組織（zhī）應（yīng）力。因（yīn）此加熱速度越快，模具表麵與中心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也越大。

（2）預防措施

對複（fù）雜模具在相變點以下加（jiā）熱時應緩慢加（jiā）熱。一般來說，模具（jù）真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火（huǒ）小得多。采用預（yù）熱，對（duì）於低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620oC）；對於高合金鋼（gāng）模具應采用二次預熱（550-620oC和800-850oC）。