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熱處理工藝對模具變形的影響

2024年06月17日 仁成精密鋼管廠1333???3??? 鋼鐵知識 百度已收錄 № 14006

1、加熱速度的影響

一般來說，淬火加熱時，加熱速度越快，則模具中產生的熱應力越大，易于造成模具的變形開裂。尤其對于合金鋼及高合金鋼，因其導熱性差，尤需注意進行預熱，對于一些形狀復雜的高合金模具，還需采取多次分級預熱。

但在個別情況下，采用快速加熱有時反而可以減少變形，這時僅加熱模具的表面，而中心還保持“冷態”，所以相應地減少了組織應力和熱應力，且中心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形，根據一些工廠經驗，對于解決孔距變形方面有一定效果。

2、加熱溫度的影響

淬火加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時對奧氏體的成分與晶粒大小起作用。

(1) 從淬透性方面看，加熱溫度高，將使熱應力增大，但同時使淬透性增高，因此組織應力也增大，并逐漸占主導地位。例如，碳素工具鋼T8、T10、T12等，在一般淬火溫度淬火時，內徑表現為縮的傾向，但若提高淬火溫度到≥850℃時，則由于淬透性增大，組織應力逐漸占主導地位，因而內徑可能表現為脹的傾向。

(2)從奧氏體成分看，淬火溫度提高使奧氏體含碳量增加，淬火后馬氏體的正方度增大(比容增大)，從而使淬火后體積增大。

(3)從對Ms點影響細看，淬火溫度高，則奧氏體晶粒粗大，將使零件的變形開裂傾向增大。

綜合上述，對所有的鋼種，尤其是某些高碳的中、高合金鋼，淬火溫度的高低會明顯影響模具的淬火變形，因此，正確選擇淬火加熱溫度是很重要的。

一般來說，選擇過高的淬火加熱溫度對變形是沒有好處的。在不影響使用性能的前提下，總是采用較低的加熱溫度。但對一些淬火后有較多殘余奧氏體的鋼號(如Cr12MoV等)，也可通過調整加熱溫度，改變殘余奧氏體量，以調節模具的變形。

3、淬火冷卻速度的影響

總的來說，在Ms點以上增大冷速，會使熱應力顯著增加，結果使熱應力引起的變形趨向增大;在Ms點以下增大冷速則主要使組織應力引起的變形趨向增大。

對于不同的鋼種，由于Ms點的高低不同，因而在采用同一淬火介質時，有不同的變形趨向。同一鋼種如采用不同的淬火介質，由于它們的冷卻能力不同，因而也有不同的變形趨向。

例如，碳素工具鋼的在Ms點比較低，因而采用水冷時，熱應力的影響往往占上風;而采用由冷時，則可能是組織應力占上風。

在實際生產中，模具常采用分級或分級-等溫淬火時，通常均未完全淬透，故往往以熱應力的作用為主，使型腔趨于收縮，不過由于這時熱應力不是很大，因此總的變形量是比較小的。若采用水-油雙液淬火或油淬時，引起的熱應力較大，型腔收縮量將增大。

4、回火溫度的影響

回火溫度對變形的影響，主要是由于回火過程中的組織轉變所引起的。若在回火過程中產生“二次淬火”現象，殘余奧氏體轉變為馬氏體，由于生成的馬氏體的比容比殘余奧氏體的大，將引起模具型腔的脹大;對一些高合金工具鋼如Cr12MoV等，當以要求紅硬性為主而采用高溫淬火，多次回火時，每回一次火，體積就脹大一次。

若在其他溫度區域回火，由于淬火馬氏體向回火馬氏體(或回火索氏體、回火屈氏體等)轉變，比容減小，因而，型腔趨向于收縮。

另外，回火時，模具中的殘余應力的松弛，對變形也有影響。模具淬火后，若表面處于拉應力狀態，回火后尺寸將增大;反之，若表面處于壓應力狀態，則產生收縮。但組織轉變及應力松弛兩項影響中，前者是主要的。



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