精密模具熱處理變形原（yuán）因及預防（fáng）措施，模具材質對精密模具的影響

就精密複雜模具變形（xíng）狀況、變形原因作（zuò）研（yán）究，來探討減少和控製精密複雜模具變形（xíng）的措（cuò）施，以提高模具產品的質量和使用壽命。

一、精密模具材料的影（yǐng）響

1.模具的選（xuǎn）材

某模具企業從選材和熱處理簡便考慮，選擇T10A鋼製造截麵尺寸相差懸殊、要求淬（cuì）火（huǒ）後變形較小的較複雜模具，硬度要求56-60HRC。熱處理後模具硬度符合技術要求，但模具變形較大（dà），無法使用，造成模（mó）具報廢（fèi）。後來該企業采用微變形鋼Cr12鋼製造，模具熱處理後硬度和變形量都（dōu）符合（hé）要求。預防措（cuò）施（shī）：製造精密複雜、要求變形較（jiào）小的模具，要盡量選用微變（biàn）形鋼，如空淬（cuì）鋼等。

2.模具材質的影響

某廠送來一批Cr12MoV鋼，製造較複雜模具（jù），模具都帶有Φ60mm圓孔，模具熱處（chù）理後，部分模具圓（yuán）孔出（chū）現（xiàn）橢圓，造成模具報廢。一般來說，Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應（yīng）該出現較大變形。我們對變（biàn）形嚴重的模具進行金相分析發現（xiàn），模具鋼中含有大（dà）量的共晶（jīng）碳化物，且呈（chéng）帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變形）產生（shēng）的原因

這是因為模具鋼中呈一定方（fāng）向分布的不均勻碳化物的存在，碳（tàn）化物的膨脹係數比鋼的（de）基體組織小30%左右（yòu），加熱時它阻止模具（jù）內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模（mó）具內孔發生（shēng）不均勻的（de）變形，從而使模具的圓孔出（chū）現橢圓。深圳（zhèn）五金模具

（2）預防措施

① 在製造精（jīng）密複雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要（yào）圖便宜，選用小鋼廠生（shēng）產的材（cái）質較差的鋼材。

② 對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼，要進行合理鍛造來打（dǎ）碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能的各向異性（xìng）。

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

④ 對於尺寸較大或（huò）無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化（huà）處理，使碳化物細化、分布均（jun1）勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱處（chù）理變形的（de）目的。

二、模具結構設計的影響

有（yǒu）些模具選材和（hé）鋼的材質都很好，往往因為模具結構設計不合理（lǐ），如薄（báo）邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，造成模具熱處理後變形較大。

1.變形的原因

由於模具各處厚（hòu）薄不均（jun1）或存（cún）在尖（jiān）銳（ruì）圓（yuán）角，因（yīn）此在淬火時引起模具各部位（wèi）之間的熱應力和組織應（yīng）力的不同，從而導（dǎo）致各部位體積膨脹的不同，使（shǐ）模具淬火後產生變形。

2.預防措施

設計（jì）模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄（báo）懸殊、結（jié）構（gòu）不對稱，在（zài）模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過（guò）渡等結（jié）構設計。根據模具的（de）變形規律預留加工餘量，在淬火（huǒ）後不致於因為模具變形而使模具報廢（fèi）。對形狀特別複雜的模具，為使淬火（huǒ）時（shí）冷卻均勻，可采用組合結構。

三、模具製造工序及（jí）殘餘應力的影響

在（zài）工廠（chǎng）經常發現，一些形狀複雜、精度要求高的模具，在熱處（chù）理後（hòu）變形較（jiào）大，經認真調查後發現，模具在機械加工（gōng）和最（zuì）後熱處理階段未（wèi）進行任何預先熱處（chù）理（lǐ）。

1.變形原因

機（jī）械加工過程中的殘餘應力和淬火後的應力疊加，增（zēng）大（dà）了模具（jù）熱處（chù）理後的變形。

2.預防措施

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

（2）降低淬火溫度（dù），減（jiǎn）少淬火後的殘餘應力。

（3）采用淬油170oC出油（yóu）空冷（分級（jí）淬火）。

（4）采用（yòng）等溫淬火工藝可減少淬火殘餘應力。

采用以上措施可使模具（jù）淬火後殘餘應（yīng）力減少，模具變形較小。

四（sì）、熱處理加熱工藝的影響

加熱速（sù）度的影響

模（mó）具熱處理後的變形一般都認為是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是複雜模具（jù），加工工藝的正確與否對模（mó）具的變形（xíng）往往產生較大的影響，對一（yī）些模具加熱工藝的對比可明顯看出，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（jīn）屬（shǔ）加（jiā）熱時（shí）都要膨脹，由於鋼（gāng）在加熱時（shí），同一個模具內，各部分（fèn）的溫度不均（即（jí）加熱的不均（jun1）勻）就必（bì）然會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加（jiā）熱不（bú）均的內應力。在鋼的相變點以（yǐ）下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變的不等時（shí）性（xìng），既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表麵與中心部的溫度差（chà）別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也（yě）越大。

（2）預防措施

對複雜模具（jù）在相變點以下加熱時應（yīng）緩慢加熱。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（dé）多。采用預熱（rè），對於低合金鋼（gāng）模具可采用一次預（yù）熱（550-620oC）；對於高合金鋼模具應采用二次預熱（550-620oC和800-850oC）。