模具材料热处理和模具几何形状变形的影响-

原标题：模具材料热处理和模具几何形状变形的影响

模具材料热处理和模具几何形状变形的影响，模具几何形状对热处理变形的影响，实际上仍是通过热应力、组织应力来起作用的。下面来看看吧。

碳工具钢在正常淬火温度下进行水-油双液淬火时，Ms点以上产生较大的热应力；冷到Ms点以下时，奥氏体向马氏体转化，产生组织应力，但由于碳工具钢淬透性差，组织应力值不大。Ms点不高。当马氏体组织发生变化时，钢的塑性很差，不易发生塑性变形。因此，保留了热应力引起的变形特性，模腔趋于收缩。但如果淬火温度升高(>850℃)，也腔也可能因组织应力而膨胀。

在用9Mn2V，9SiCr，CrWMn，GCr15钢等低合金工具钢制作模具时，淬火变形规律与碳工具钢相似，但变形量小于碳工具钢。

对于一些高合金钢，如Cr12MoV由于其碳及合金元素含量高，钢等，Ms点较低，淬火后残留奥氏体较多，可抵消马氏体引起的体积膨胀。因此，淬火后的变形相当小。一般用空冷、风冷、硝盐浴淬火时，模腔趋于微量膨胀；如果淬火温度过高，残留奥氏体量增加，型腔也可能缩小。

若使用碳结构钢(如45钢)或某些合金结构钢(如40钢)Cr)因此制作模具Ms点较高，当马氏体表面开始变化时，心脏温度仍然较高，屈服强度较低，具有一定的

钢的原始组织对淬火变形也有一定的影响。这里提到的钢的原始组织，包括钢中夹杂物的等级、带状组织的等级、成分的偏析程度、游离碳化物的分布方向等，以及不同组织（如珠光体、回火索氏体、回火屈氏体等）。对于模具钢，碳化物偏析、碳化物形状和分布形态是主要考虑因素。

高碳高合金钢(如Cr碳化物偏析对淬火变形的影响尤为明显。由于碳化物偏析导致钢加热到奥氏体状态后的成分不均匀，不同区域Ms点会有高点和低点。在相同的冷却条件下，奥氏体向马氏体马氏体，转换后的马氏体由于碳含量不同，甚至一些低碳、低合金区域可能根本得不到马氏体（贝氏体、屈氏体等），都会导致零件淬火后不均匀变形。

不同的碳化物分布形式（颗粒或纤维分布）对基体膨胀和收缩有不同的影响，也会影响热处理后的变形，一般沿碳化物纤维方向膨胀，更明显；垂直于纤维方向缩小，但不明显，部分工厂规定型腔应垂直于碳化物纤维方向，减少型腔变形，当碳化物颗粒均匀分布时，型腔均匀膨胀。

此外，热处理前的组织状态对变形也有一定的影响，例如，球形珠光体的原始组织小于淬火后片状珠光体的变形倾向。因此，变形要求严格的模具通常在粗加工后进行质量调节，然后进行精加工和更终热处理。

对于对称模具，型腔的变形倾向可以根据型腔的尺寸、形状尺寸和高度来考虑。当模具壁薄、高度小时时时，更容易淬火，组织应力可能发挥主导作用，因此型腔往往膨胀。相反，壁厚、高度大，不易淬火，此时热应力可能发挥主导作用，因此型腔往往会缩小。这里是一般趋势，在生产实践中，还必须结合零件的具体形状、钢种和热处理工艺，通过实践不断总结经验。由于模具的形状尺寸往往不是实际生产中的主要工作尺寸，变形后也可以通过研磨加工进行校正，因此上述分析主要是型腔的变形趋势。

不对称模具的变形也是热应力和组织应力综合作用的结果。例如

为了减少模具的变形，热处理部门应与模具设计部门共同研究，改进模具设计，如模具结构、模具形状对称、复杂模具组合结构等。

当模具的形状不能改变时，也可以采取其他措施来减少变形。这些措施的一般考虑是改善冷却条件，使各部分均匀冷却；此外，还可以辅助各种强制措施来限制零件的淬火变形。例如，增加工艺孔是使各部分均匀冷却的一种措施，即在模具的某些部分打开孔，使模具的各部分均匀冷却，以减少变形。淬火后容易膨胀的模具周围也可以用石棉包裹，以增加内孔与外层之间的冷却差异，缩小型腔。在模具上加固或加固是减少变形的另一种强制措施，特别适用于腔膨胀的凹模和槽容易膨胀或缩小的模具。

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