模具热处理后为什么会变形

Ⅰ 热处理后变形的原因是什么呢

(1)凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程，都可能造成工件的变形。工件变形更主要回是冷却方面。由于冷却过程中答，零件表面与中心的冷却速度不同，从而造成温度差，其体积收缩在表面与中心也就不一样，产生热应力。

另一方面是钢在转变时比体积发生变化（马氏体是各种组织中比体积最大的一个；奥氏体比体积小），由于工件截面上各处转变先后不同，产生组织应力。工件淬火变形就是热应力和组织应力综合作用影响的结果。

(2)工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和冷却时的支承或夹持不当，冷却投入方向、方法和冷却时在冷却中的动作不当等也能引起变形。

加热温度高，冷却速快，故淬火变形最为严重。

(3)工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态，在常温和零下温度长时间放置或使用过程中，逐渐发生转变而趋于稳定，也会伴随引起工件的变形，这种变形称为时效变形。时效变形虽然不大，但是对于精密零件和标准量具也不许的。实际生产中必须予以防止。

(4)热处理过程中产生的内应力有

热应力和相变应力，它们的形成原因和作用是不同的。这种应力在热处理过程中对变形影响是主要的原因。

Ⅱ 表面热处理会不会影响模具尺寸

只要进行热处理，毫无疑问是会导致零件变形的，这个不用怀疑，当然变形量跟具体的表面热处理的方式、方法有关，在一定条件下，一定的热处理技术水平下，通常氮化的变形量最小，表面中高频淬火次之，表面渗碳最大。热处理变形不可怕，只要采用适宜的工艺措施，采用好的工艺方法，具备良好的热处理水平，可以把变形量控制在公差范围之内。

Ⅲ 如何改善冲压模具热处理变形和开裂

影响冲压模具热处理变形与开裂的原因是多方面的，主要与原始组织、钢材的化学成分、零件的结构形状及截面尺寸、热处理工艺等因素有关。开裂往往是可以预防的，但是热处理变形总是难以避免的。在实践中，截面尺寸的差异、冲压模具零件的结构形状、热处理(加热—保温—冷却)过程中因加热与冷却的速率不同，在热应力、组织应力及相变体积变化的综合作用下，引起零件体积膨胀或收缩，从而使尺寸与形状发生偏差、变形，甚至造成开裂。
一、预备热处理
对于共析钢的冲压模具锻件，应先进行正火处理，然后进行球化退火，以消除锻件内网状二次渗碳体，细化晶粒，消除内应力，并为后续(或最终)热处理作好组织准备。冲压凹模零件淬火前，应先进行低温回火(稳定化处理)。对一些形状较为复杂、精度要求高的凹模，在粗加工后精加工前，应先进行调质处理，以减少淬火变形，尽量避免开裂倾向，并为最终热处理作好组织准备。
二、优化淬火、回火处理工艺
1.回火处理的控制
模具零件从冷却剂中取出后，不宜在空气中停留较长时间，应及时放入回火炉中进行回火处理。回火处理时，应避免低温回火脆性和高温回火脆性。对于一些精度要求的模具零件，淬火后采用多次回火处理，以消除内应力，减小变形，避免开裂倾向如何改善冲压模具热处理变形和开裂如何改善冲压模具热处理变形和开裂。
2.淬火零件的防护
淬火、回火处理是影响冲压模具零件热处理变形或开裂的重要环节。对于淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易发生变形或开裂的部位，应采取有效的防护措施，力求使零件的形状与截面对称，内应力均衡。常用的防护方法如下：a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。
3.加热温度的确定
淬火加热温度过高，使得奥氏体晶粒粗大，且会造成氧化、脱碳现象，零件变形与开裂的倾向增大。在规定的加热温度范围内，淬火加热温度偏低则会造成零件内孔收缩，孔径尺寸变小。故应选用加热温度规范的上限植;而对于合金钢，加热温度偏高，则会引起内孔膨胀，孔径尺寸变大，因此应选用加热温度的下限值为宜如何改善冲压模具热处理变形和开裂。
4.加热方式的改进
对于一些小型的冲压凸凹模或细长的圆柱形零件(如小冲头)，可事先预热至520--580℃，然后放入中温盐浴炉内加热至淬火温度，比直接使用电炉或反射炉加热淬火零件变形明显减小，且能控制开裂倾向。尤其是高合金钢模具零件，正确的加热方式为：先预热(温度为530--560℃)，然后升至淬火温度。加热过程中应尽量缩短高温段时间，以减少淬火变形及避免小裂纹的生产。
5、冷却剂的选择
对于合金钢而言，减小淬火变形的最佳方法是使用硝酸钾和亚硝酸钠热浴的等温淬火或分级淬火，这种方法尤其适宜处理形状复杂、尺寸要求精确的冲压模。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等温淬火时间不宜过长，否则会引起孔径或孔距变大。若利用油中冷却收缩，以及硝酸盐中冷却膨胀的特征，合理应用双介质淬火，可减小零件变形。
6.线切割前的淬火处理
对于一些线切割加工的冲压模零件，线切割加工之前应采用分级淬火和多次回火(或高温回火)热处理工艺，以提高零件的淬透性，并使其内应力分布趋于均匀，且处于较小内应力状态。内应力越小，线切割后的变形和开裂的倾向性就越小，如何改善冲压模具热处理变形和开裂模具设计。
7.冷却剂的选择
对于合金钢而言，减小淬火变形的最佳方法是使用硝酸钾和亚硝酸钠热浴的等温淬火或分级淬火，这种方法尤其适宜处理形状复杂、尺寸要求精确的冲压模。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等温淬火时间不宜过长，否则会引起孔径或孔距变大。若利用油中冷却收缩，以及硝酸盐中冷却膨胀的特征，合理应用双介质淬火，可减小零件变形。
8.冷却方式的优化
当零件从加热炉中取出放入冷却剂之前，应放置在空气中适当预冷，随后放入冷却剂中淬火，这是减小零件淬火变形及防止零件开裂倾向的有效方法之一。模具零件放入冷却剂后，应适当旋转，且旋转方向有所改变，这样有利于零件部位保持均匀的冷却速率，可明显减小变形及防止开裂倾向。

Ⅳ 模具钢淬火放置几天后，再加工，其加工尺寸是否还会在一段时间内变形

对于精密的零件来说，淬火后再进行粗磨，仍然会使零件产生变形。所以，仍需要在粗磨后留上几丝的精磨余量，再进行一次时效热处理，用以消除因粗加工而产生的应力，最后再进行精磨到尺寸就不会变形了。

Ⅳ 精密模具热处理时应提前做好哪些工作

热处理变形是模具处理过程的主要缺陷，精密复杂模具常因热处理变形而报废，控制精密复杂模具的变形一直成为热处理生产中的关键问题。
模具在在淬火过程中，由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差，使得模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时,就会引起模具的变形或者碎裂！

一、模具材料的影响
1．模具材质的影响
某厂一批Cr12MoV钢较复杂模具，模具都带有￠60mm圆孔，模具热处理后，部分模具圆孔出现椭圆，造成模具报废。
一般来说Cr12MoV钢是微变形钢，不应该出现较大变形。对变形严重的模具进行金相分析发现，模具钢中含有大量共晶碳化物，且呈带状和块状分布。
（1）模具椭圆（变形）产生的原因这是因为模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在，碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30％左右，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，使模具内孔发生不均匀的变形，使模具的圆孔出现椭圆。
（2）预防措施①在制造精密复杂模具时，要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差钢材。②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除性能的各向异性。③对锻后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。④对于尺寸较大或无法锻造的模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀，棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。
2．模具的选材
制造精密复杂、要求变形较小的模具，要尽量选用微变形钢，如空淬钢等。

二、模具结构设计的影响

即使模具选材和钢的材质都很好，但是如果模具结构设计不合理，如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等，也容易造成模具热处理后变形较大。
1、变形的原因
由于模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角，因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同，导致各部位体积膨胀的不同，使模具淬火后产生变形。
2、预防措施
设计模具时，在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少模具厚薄悬殊，结构不对称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律，预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状特别复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用给合结构。

三、热处理加热工艺的影响

1、加热速度的影响
模具热处理后的变形一般都认为是冷却造成的，这是不正确的。模具特别是复杂模具，加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响，对一些模具加热工艺的对比可明显看出，加热速度较快，往往产生较大的变形。
任何金属加热时都要膨胀，由于钢在加热时，同一个模具内，各部分的温度不均（即加热的不均匀）就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。因此加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。
对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热，一般来说，模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620℃）；对于高合金刚模具应采用二次预热（550-620℃和800-850℃）。
2、加热温度的影响
一些厂家为了保证模具达到较高硬度，认为需提高淬火加热温度。但是生产实践表明，这种做法是不恰当的，对于复杂模具，同样是采用正常的加热温度下进行加热淬火，在允许的上限温度加热后的热处理变形要比在允许的下限温度加热的热处理变形大得多。
四、残留奥氏体的影响
一些高合金模具钢，如Cr12MoV模具钢在淬火和低温回火后，模具的长、宽、高皆发生缩小现象，这是因为模具淬火后残留奥氏体量过多而引起的。
1、变形原因
因合金钢（如Cr12MoV钢)淬火后含有大量残留奥氏体，钢中各种组织有不同的比体积，奥氏体的比体积最小，这是高合金钢模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。钢的各种组织的比体积按下列顺序递减：马氏体-回火索氏体-珠光体-奥氏体
2、预防措施
（1）适当降低淬火温度。正如前面叙述过的淬火加热温度越高，残留奥氏体量越大，因此选择适当的淬火加热温度是减少模具缩小的重要措施。一般在保证模具技术要求的情况下，要考虑模具的综合性能，适当降低模具的淬火加热温度。
（2）一些数据表明，Cr12MoV模具钢淬火后，500℃回火较200℃回火的残留奥氏体量少了一半，所以在保证模具技术要求的前提下，应适当提高回火温度。生产实践表明：Cr12MoV钢模具500℃回火模具变形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。
（3）模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺，也是减少模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的最佳措施，因此精密复杂模具一般应采用深冷处理。
结论：
精密复杂模具的变形原因往往是复杂的，但是我们只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的，也是能够控制的。一般来说，对精密复杂模具的热处理变形可采取一下方法预防。
（1）合理选材。对精密复杂模应选择材质好的微变形模具钢（如空淬钢），对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理，对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。
（2）模具结构设计要合理，厚薄不要太悬殊，形状要对称，对于变形较大模具要掌握变形规律，预留加工余量，对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。
（3）精密复杂模具要进行预先热处理，消除机械加工过程中产生的残余应力。
（4）合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。
（5）在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。
（6）对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。
（7）对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。
最后，正确的热处理工艺操作（如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等）和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。

Ⅵ 热处理后尺寸变小了，是怎么回事

外尺寸不会变，模具内腔会缩口，将零件加热到奥氏体状态体积增大百分之0.5