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模具变形最大环节竟然出在这....

现阶段，在模具生产制造中，已逐渐运用电火花线切割、成形切削、线割等新技术新工艺，较切实解决了繁杂模具的生产加工和热处理变形难题。殊不知，这种新技术新工艺因为遭受各种各样标准的限定，并未能广泛运用。因而，怎样降低模具的热处理变形，现阶段仍是一个很重要的难题。

一般模具规定精密度较高，经热处理之后，又不便于乃至不太可能再开展生产加工和校准，因而，在热处理后，即便组织特性已做到规定，但如变形偏差，依然因无法挽回而损毁，那样不但影响生产制造，并且还导致经济发展上的损害。

相关热处理变形的一般规律性，这儿未作探讨，下列对于影响模具变形的一些要素作简略的剖析。

一、模具原材料对热处理变形的影响

原材料对热处理变形的影响，包含钢的成分及初始组织两层面的影响。

从原材料自身看来，关键根据成份对切削性能、Ms点等的影响而影响热处理变形。

调质钢在一切正常热处理温度开展水-油双组分热处理时，在Ms点之上造成非常大的内应力;当冻到Ms点下列时，马氏体向奥氏体变化，造成组织地应力，但因为调质钢切削性能差，因此组织地应力的标值并不大。再加上其Ms点不高，在产生奥氏体组织变化时，钢的塑性变形早已很差，不容易产生塑性变形变形，因而，就保存了内应力功效所导致的变形特点，模具凹模趋于收拢。但若热处理温度提升(>850℃)，也很有可能因组织地应力起主导地位，而使凹模趋于膨胀。

再用9Mn2V，9SiCr，CrWMn，GCr15钢等低碳素工具钢制做模具时，其热处理变形规律性与调质钢类似，但变形量要比调质钢要小。

针对一些铁素体不锈钢，如Cr12MoV钢等，因为其碳及铝合金原素成分较高，Ms点较低，因此热处理后有较多的残留马氏体，它对因为奥氏体而导致的容积澎涨有相抵功效，因而，热处理后的变形就非常小，一般用风冷、风冷、硝盐浴热处理时，模具凹模趋向少量膨胀;若热处理温度过高，则残留马氏体量提升，凹模也很有可能变小。

若用碳素钢(如45钢)或一些合金工具钢(如调质钢)制做模具，则以其Ms点较高，当表层逐渐奥氏体变化时，心部温度尚较高，抗拉强度较低，有一定的塑性变形，表层对心部的瞬时速度拉申组织地应力，便于超出芯部的抗拉强度而使凹模趋于膨胀。

钢的初始组织对热处理变形也是有一定的影响。这儿所说的“钢的初始组织”，包含钢中参杂物的等级、带条状组织等级、成分的缩松水平、分散渗碳体遍布的专一性等，及其因为不一样的事先热处理而获得的不一样组织(如铁素体、淬火屈氏体、淬火屈氏体等)。对模具钢而言，关键考虑到的是渗碳体缩松、渗碳体的样子和遍布形状。

高碳钢铁素体不锈钢(如Cr12槽钢)中渗碳体缩松对热处理变形的影响尤其显著。因为渗碳体缩松导致钢加温至马氏体情况后的成份不匀称性，因此，不一样地区的Ms点便会不一样。在一样制冷标准下，马氏体向奥氏体变化就有先有后，变化后的奥氏体就因碳含量不一样而比容大小不一，乃至有一些低碳环保、合金结构钢地区很有可能压根无法得到奥氏体(而获得马氏体、屈氏体等)，全部这种都是会导致零件热处理后的不匀称变形。

不一样的渗碳体遍布形状(呈颗粒或纤维遍布)，对基材胀缩的影响也不一样，因此也会影响热处理后的变形，一般是沿着渗碳体化学纤维方位凹模膨胀，且较明显;而垂直平分化学纤维方位则变小，但不明显，一些厂因此特做了要求，凹模所属面应与渗碳体化学纤维方位竖直，以减少凹模的变形，当渗碳体呈颗粒分布均匀时，则凹模主要表现为匀称的胀缩。

除此之外，最后热处理以前的组织情况对变形也是有一定的影响，比如，初始组织为球形铁素体的就比块状铁素体的在热处理后变形趋向要小。因此变形规定严苛的模具，经常在初加工后先开展一次热处理，随后再开展深度加工及最后热处理。

二、模具几何图形样子对变形的影响

模具几何图形样子对热处理变形的影响，事实上仍是根据内应力、组织地应力来起功效的。因为模具的样子是各种各样的，要从这当中汇总出准确的变形规律性，现阶段还很艰难。

针对对称性型的模具，可依据凹模规格、尺寸及高宽比来考虑到凹模的变形趋向。当模具的壁薄、高宽比钟头，则较便于淬透，这时候有可能是组织地应力起主导地位，因而，凹模常趋于膨胀。相反，壁厚、高宽比大，则不容易淬透，这时可能是内应力起主导地位，因而，凹模常趋于变小。这儿常说的是一般发展趋势，在生活实践中，还须融合零件的实际样子，所选用的钢材牌号及热处理加工工艺等来多方面考虑到，根据实践活动持续汇总出工作经验来。因为具体生产制造中，模具的尺寸通常并不是关键的工作中规格，且变形后还可根据磨生产加工等多方面校准，因此上边剖析的主要是凹模的变形发展趋势。

针对不一样的模具的变形，一样也是内应力、组织地应力综合性功效的結果。比如，对厚壁薄边的模具，因为模壁薄，热处理时內外温度差小，因此内应力小;但非常容易淬透，组织地应力很大，因此变形趋于凹模膨胀。

为了更好地减少模具的变形，热处理单位应与模具技术部一同科学研究，改进模具设计方案，如尽量防止横截面尺寸相差太大的模具构造、模具样子务求对称性、繁杂模具用拼接构造等。

当不可以更改模具样子时，为了更好地减少变形，还能够采用一些其他的对策。这种对策总的考虑到是改进制冷标准，使各一部分得到匀称制冷;除此之外，还可以輔助以各种各样强制执行措施，以限定零件的热处理变形。比如，提升加工工艺孔，便是使各一部分匀称制冷的一个对策，即在模具一些一部分打孔，使模具每个一部分得到匀称地制冷以减少变形。也可在热处理后非常容易膨胀的模具外场用石绵包起来，以扩大内螺纹与表层的制冷差别，使凹模收拢。在模具上留筋或加强筋是降低变形的又一种强制执行措施，它尤其适用凹模膨胀的型腔，及槽孔易膨胀或变小的模具。

三、热处理加工工艺对模具变形的影响

1、加温速率的影响

一般来说，热处理加温时，加温速率越快，则模具中造成的内应力越大，便于导致模具的变形裂开，特别是在针对碳素钢及铁素体不锈钢，因其传热性差，尤特别注意开展加热，针对一些样子繁杂的高铝合金模具，还需采用数次等级分类加热。但在个别情况下，选用迅速加温有时候反倒能够 降低变形，这时候仅加温模具的表层，而管理中心还维持“热态”，因此相对地降低了组织地应力和内应力，且芯部变形抵抗力很大，进而降低了热处理变形，依据一些加工厂工作经验，用以处理孔位变形层面有一定实际效果。

2、加温温度的影响

热处理加温温度的高矮影响原材料的切削性能，另外对马氏体的成份与晶粒大小起功效。

(1)从切削性能层面看，加温温度高，将使内应力扩大，但另外使切削性能提高，因而组织地应力也扩大，并慢慢占主导性。比如。调质钢T8、T10、T12等，在一般热处理温度热处理时，內径主要表现为缩的趋向，但若提升热处理温度到≥850℃时，则因为切削性能扩大，组织地应力慢慢占主导性，因此內径很有可能主要表现为胀的趋向。

(2)从马氏体成份看，热处理温度提升使马氏体碳含量提升，热处理后奥氏体的方形度扩大(比容扩大)，进而使热处理后容积扩大。

(3)从对Ms点影响仔细观看，热处理温度高，则马氏体晶体粗壮，将使零件的变形裂开趋向扩大。

综合性所述，对全部的钢材牌号，尤其是一些高碳钢的中、铁素体不锈钢，热处理温度的高矮会显著影响模具的热处理变形，因而，恰当挑选热处理加温温度是很重要的。

一般来说，挑选过高的热处理加温温度对变形是沒有益处的。不在影响性能指标的前提条件下，一直选用较低的加温温度。但对一些热处理后有较多残留马氏体的钢材型号(如Cr12MoV等)，也可根据调节加温温度，更改残留马氏体量，以调整模具的变形。

3、热处理制冷速率的影响

总体来说，在Ms点之上扩大冷速，会使内应力明显提升，結果使内应力造成的变形趋于扩大;在Ms点下列扩大冷速则关键使组织地应力造成的变形趋于扩大。

针对不一样的钢材牌号，因为Ms点的高矮不一样，因此在选用同一热处理物质时，有不一样的变形趋于。同一钢材牌号如选用不一样的热处理物质，因为他们的制冷工作能力不一样，因此也是有不一样的变形趋于。

比如，调质钢的在Ms点较为低，因此选用水冷散热时，内应力的影响通常有优势;而选用由冷时，则可能是组织地应力有优势。

在具体生产制造中，模具常选用等级分类或等级分类-等温过程热处理时，一般 均未彻底淬透，故通常以内应力的功效为主导，使凹模趋向收拢，但是因为这时候内应力并不是非常大，因而总的变形量是较为小的。若选用水-油双组分热处理或油淬时，造成的内应力很大，凹模收拢量将扩大。

4、淬火温度的影响

淬火温度对变形的影响，主要是因为淬火全过程中的组织变化所造成的。若在淬火全过程中造成“二次热处理”状况，残留马氏体变化为奥氏体，因为形成的奥氏体的比容比残留马氏体的大，将造成模具凹模的膨胀;对一些高碳素工具钢如Cr12MoV等，当以规定红强制为主导而选用高溫热处理，数次淬火时，每回一次火，容积就膨胀一次。

若在别的温度地区淬火，因为热处理奥氏体向淬火奥氏体(或淬火屈氏体、淬火屈氏体等)变化，比容减少，因此，凹模趋于收拢。

此外，淬火时，模具中的内应力的松驰，对变形也是有影响。模具热处理后，若表层处在拉应力情况，淬火后规格将扩大;相反，若表层处在压地应力情况，则造成收拢。但组织变化及应力松弛二项影响中，前面一种是关键的。

来源于：模具人杂志期刊

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