技术文章

精密模具热处理变形是模具加工中的主要缺陷之一。一些精密复杂的模具经常因热处理变形而报废，因此控制精密模具的变形一直是热处理生产中的关键问题。

众所周知，在模具的热处理过程中，尤其是淬火过程中，由于模具截面各部分的加热和冷却速度不一致而产生的温差，再加上组织转变的时间不相等等。，使模具截面各部分的体积膨胀和收缩不均匀，显微组织转变不均匀，从而造成“显微组织应力”和模具内外温差引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时，就会引起模具的变形。

因此，减少和控制精密模具的变形是热处理工作者的重要研究课题。

本文试图研究精密模具的变形状况及原因，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、精密模具材料的影响

1.模具的材料选择

某机械厂考虑到选材和热处理的方便，选用T10A钢制造截面尺寸差异大、淬火后变形小的复杂模具，要求硬度为56HRC-60HRC。精密塑料模具热处理后硬度符合技术要求，但模具变形较大，无法使用，导致模具报废。后来工厂用微变形钢Cr12制造，热处理后模具硬度和变形满足要求。

因此，需要尽可能使用轻微变形的钢，如空淬钢，来制造要求小变形的精密复杂模具。

2.模具材料的影响

某厂送来一批Cr12MoV钢的复杂模具，模具上都有￠60mm圆孔。模具热处理后，部分圆孔呈椭圆形，导致模具报废。

一般来说Cr12MoV钢是微变形钢，应该不会有大的变形。对严重变形模具的金相分析表明，模具钢中存在大量共晶碳化物，呈带状和块状分布。

(1)模具椭圆(变形)的原因

这是因为模具钢中存在一定方向分布的不均匀碳化物。碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30%左右。加热时防止模具内孔膨胀，冷却时防止模具内孔收缩，造成模具内孔不均匀变形，模具椭圆圆孔。

(2)预防措施

①制造精密复杂模具时，尽量选择碳化物偏析小的模具钢，不要便宜，选择小钢厂生产的材质差的钢。②碳化物偏析严重的模具钢应合理锻造，以破碎碳化物晶块，降低碳化物分布不均匀的等级，消除性能的各向异性。③锻造模具钢应进行调质处理，获得碳化物分布均匀、细小、弥散的索氏体组织，以减少热处理后精密复杂模具的变形。④对于较大或不可锻造的模具，可采用固溶双重细化处理，使碳化物细化、分布均匀、边角圆滑，达到减少模具热处理变形的目的。