模具熱處理後為什麼會變形

Ⅰ 熱處理後變形的原因是什麼呢

(1)凡是牽涉到加熱和冷卻的熱處理過程，都可能造成工件的變形。工件變形更主要回是冷卻方面。由於冷卻過程中答，零件表面與中心的冷卻速度不同，從而造成溫度差，其體積收縮在表面與中心也就不一樣，產生熱應力。

另一方面是鋼在轉變時比體積發生變化（馬氏體是各種組織中比體積最大的一個；奧氏體比體積小），由於工件截面上各處轉變先後不同，產生組織應力。工件淬火變形就是熱應力和組織應力綜合作用影響的結果。

(2)工件的結構形狀、原材料質量、熱處理前的加工狀態、工件的自重以及工件在爐中加熱和冷卻時的支承或夾持不當，冷卻投入方向、方法和冷卻時在冷卻中的動作不當等也能引起變形。

加熱溫度高，冷卻速快，故淬火變形最為嚴重。

(3)工件熱處理後的不穩定組織和不穩定的應力狀態，在常溫和零下溫度長時間放置或使用過程中，逐漸發生轉變而趨於穩定，也會伴隨引起工件的變形，這種變形稱為時效變形。時效變形雖然不大，但是對於精密零件和標准量具也不許的。實際生產中必須予以防止。

(4)熱處理過程中產生的內應力有

熱應力和相變應力，它們的形成原因和作用是不同的。這種應力在熱處理過程中對變形影響是主要的原因。

Ⅱ 表面熱處理會不會影響模具尺寸

只要進行熱處理，毫無疑問是會導致零件變形的，這個不用懷疑，當然變形量跟具體的表面熱處理的方式、方法有關，在一定條件下，一定的熱處理技術水平下，通常氮化的變形量最小，表面中高頻淬火次之，表面滲碳最大。熱處理變形不可怕，只要採用適宜的工藝措施，採用好的工藝方法，具備良好的熱處理水平，可以把變形量控制在公差范圍之內。

Ⅲ 如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂

影響沖壓模具熱處理變形與開裂的原因是多方面的，主要與原始組織、鋼材的化學成分、零件的結構形狀及截面尺寸、熱處理工藝等因素有關。開裂往往是可以預防的，但是熱處理變形總是難以避免的。在實踐中，截面尺寸的差異、沖壓模具零件的結構形狀、熱處理(加熱—保溫—冷卻)過程中因加熱與冷卻的速率不同，在熱應力、組織應力及相變體積變化的綜合作用下，引起零件體積膨脹或收縮，從而使尺寸與形狀發生偏差、變形，甚至造成開裂。
一、預備熱處理
對於共析鋼的沖壓模具鍛件，應先進行正火處理，然後進行球化退火，以消除鍛件內網狀二次滲碳體，細化晶粒，消除內應力，並為後續(或最終)熱處理作好組織准備。沖壓凹模零件淬火前，應先進行低溫回火(穩定化處理)。對一些形狀較為復雜、精度要求高的凹模，在粗加工後精加工前，應先進行調質處理，以減少淬火變形，盡量避免開裂傾向，並為最終熱處理作好組織准備。
二、優化淬火、回火處理工藝
1.回火處理的控制
模具零件從冷卻劑中取出後，不宜在空氣中停留較長時間，應及時放入回火爐中進行回火處理。回火處理時，應避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對於一些精度要求的模具零件，淬火後採用多次回火處理，以消除內應力，減小變形，避免開裂傾向如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂。
2.淬火零件的防護
淬火、回火處理是影響沖壓模具零件熱處理變形或開裂的重要環節。對於淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易發生變形或開裂的部位，應採取有效的防護措施，力求使零件的形狀與截面對稱，內應力均衡。常用的防護方法如下：a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。
3.加熱溫度的確定
淬火加熱溫度過高，使得奧氏體晶粒粗大，且會造成氧化、脫碳現象，零件變形與開裂的傾向增大。在規定的加熱溫度范圍內，淬火加熱溫度偏低則會造成零件內孔收縮，孔徑尺寸變小。故應選用加熱溫度規范的上限植;而對於合金鋼，加熱溫度偏高，則會引起內孔膨脹，孔徑尺寸變大，因此應選用加熱溫度的下限值為宜如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂。
4.加熱方式的改進
對於一些小型的沖壓凸凹模或細長的圓柱形零件(如小沖頭)，可事先預熱至520--580℃，然後放入中溫鹽浴爐內加熱至淬火溫度，比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，且能控制開裂傾向。尤其是高合金鋼模具零件，正確的加熱方式為：先預熱(溫度為530--560℃)，然後升至淬火溫度。加熱過程中應盡量縮短高溫段時間，以減少淬火變形及避免小裂紋的生產。
5、冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言，減小淬火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火，這種方法尤其適宜處理形狀復雜、尺寸要求精確的沖壓模。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等溫淬火時間不宜過長，否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮，以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特徵，合理應用雙介質淬火，可減小零件變形。
6.線切割前的淬火處理
對於一些線切割加工的沖壓模零件，線切割加工之前應採用分級淬火和多次回火(或高溫回火)熱處理工藝，以提高零件的淬透性，並使其內應力分布趨於均勻，且處於較小內應力狀態。內應力越小，線切割後的變形和開裂的傾向性就越小，如何改善沖壓模具熱處理變形和開裂模具設計。
7.冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言，減小淬火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火，這種方法尤其適宜處理形狀復雜、尺寸要求精確的沖壓模。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等溫淬火時間不宜過長，否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮，以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特徵，合理應用雙介質淬火，可減小零件變形。
8.冷卻方式的優化
當零件從加熱爐中取出放入冷卻劑之前，應放置在空氣中適當預冷，隨後放入冷卻劑中淬火，這是減小零件淬火變形及防止零件開裂傾向的有效方法之一。模具零件放入冷卻劑後，應適當旋轉，且旋轉方向有所改變，這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻速率，可明顯減小變形及防止開裂傾向。

Ⅳ 模具鋼淬火放置幾天後，再加工，其加工尺寸是否還會在一段時間內變形

對於精密的零件來說，淬火後再進行粗磨，仍然會使零件產生變形。所以，仍需要在粗磨後留上幾絲的精磨餘量，再進行一次時效熱處理，用以消除因粗加工而產生的應力，最後再進行精磨到尺寸就不會變形了。

Ⅳ 精密模具熱處理時應提前做好哪些工作

熱處理變形是模具處理過程的主要缺陷，精密復雜模具常因熱處理變形而報廢，控制精密復雜模具的變形一直成為熱處理生產中的關鍵問題。
模具在在淬火過程中，由於模具截面各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起的溫度差，使得模具截面各部分體積脹縮不均勻，組織轉變的不均勻，從而引起「組織應力」和模具內外溫差所引起的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變形或者碎裂！

一、模具材料的影響
1．模具材質的影響
某廠一批Cr12MoV鋼較復雜模具，模具都帶有￠60mm圓孔，模具熱處理後，部分模具圓孔出現橢圓，造成模具報廢。
一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應該出現較大變形。對變形嚴重的模具進行金相分析發現，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。
（1）模具橢圓（變形）產生的原因這是因為模具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在，碳化物的膨脹系數比鋼的基體組織小30％左右，加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均勻的變形，使模具的圓孔出現橢圓。
（2）預防措施①在製造精密復雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。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。③對鍛後的模具鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復雜模具熱處理後的變形。④對於尺寸較大或無法鍛造的模具，可採用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，稜角圓整化，可達到減少模具熱處理變形的目的。
2．模具的選材
製造精密復雜、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。

二、模具結構設計的影響

即使模具選材和鋼的材質都很好，但是如果模具結構設計不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的台階、厚薄懸殊等，也容易造成模具熱處理後變形較大。
1、變形的原因
由於模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角，因此在淬火時引起模具各部位之間的熱應力和組織應力的不同，導致各部位體積膨脹的不同，使模具淬火後產生變形。
2、預防措施
設計模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能採用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律，預留加工餘量，在淬火後不致於因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別復雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可採用給合結構。

三、熱處理加熱工藝的影響

1、加熱速度的影響
模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。模具特別是復雜模具，加工工藝的正確與否對模具的變形往往產生較大的影響，對一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。
任何金屬加熱時都要膨脹，由於鋼在加熱時，同一個模具內，各部分的溫度不均（即加熱的不均勻）就必然會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫度，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性，既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表面與心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也越大。
對復雜模具在相變點以下加熱時應緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。採用預熱，對於低合金鋼模具可採用一次預熱（550-620℃）；對於高合金剛模具應採用二次預熱（550-620℃和800-850℃）。
2、加熱溫度的影響
一些廠家為了保證模具達到較高硬度，認為需提高淬火加熱溫度。但是生產實踐表明，這種做法是不恰當的，對於復雜模具，同樣是採用正常的加熱溫度下進行加熱淬火，在允許的上限溫度加熱後的熱處理變形要比在允許的下限溫度加熱的熱處理變形大得多。
四、殘留奧氏體的影響
一些高合金模具鋼，如Cr12MoV模具鋼在淬火和低溫回火後，模具的長、寬、高皆發生縮小現象，這是因為模具淬火後殘留奧氏體量過多而引起的。
1、變形原因
因合金鋼（如Cr12MoV鋼)淬火後含有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具淬火低溫回火後體積發生縮小的主要原因。鋼的各種組織的比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體
2、預防措施
（1）適當降低淬火溫度。正如前面敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當的淬火加熱溫度是減少模具縮小的重要措施。一般在保證模具技術要求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當降低模具的淬火加熱溫度。
（2）一些數據表明，Cr12MoV模具鋼淬火後，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半，所以在保證模具技術要求的前提下，應適當提高回火溫度。生產實踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。
（3）模具淬火後採取冷處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也是減少模具變形、穩定使用時發生尺寸變化的最佳措施，因此精密復雜模具一般應採用深冷處理。
結論：
精密復雜模具的變形原因往往是復雜的，但是我們只要掌握其變形規律，分析其產生的原因，採用不同的方法進行預防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控制的。一般來說，對精密復雜模具的熱處理變形可採取一下方法預防。
（1）合理選材。對精密復雜模應選擇材質好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對碳化物偏析嚴重的模具鋼應進行合理鍛造並進行調質熱處理，對較大和無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細化熱處理。
（2）模具結構設計要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對稱，對於變形較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密復雜模具可採用組合結構。
（3）精密復雜模具要進行預先熱處理，消除機械加工過程中產生的殘余應力。
（4）合理選擇加熱溫度，控制加熱速度，對於精密復雜模具可採取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。
（5）在保證模具硬度的前提下，盡量採用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。
（6）對精密復雜模具，在條件許可的情況下，盡量採用真空加熱淬火和淬火後的深冷處理。
（7）對一些精密復雜的模具可採用預先熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來控制模具的精度。
最後，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機械固定、適宜的加熱方法、正確選擇模具的冷卻方向和在冷卻介質中的運動方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精密復雜模具變形的有效措施。

Ⅵ 熱處理後尺寸變小了，是怎麼回事

外尺寸不會變，模具內腔會縮口，將零件加熱到奧氏體狀態體積增大百分之0.5