圓孔模具熱處理變形是怎麼回事

1. 精密模具的熱處理變形及預防措施

精密模具熱處理變形及預防措施：
模具熱處理變形是模具處理過程的主要缺陷之一，對一些精密復雜模具，常因熱處理變形而報廢，因此控制精密復雜模具的變形一賣宏直成為熱處理生產中的關鍵問題。眾所周知，模具在熱處理時，特別是在淬火過程中，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，加之組織轉變的不等時性等原因，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轎梁起的熱應力。當其內應力超過模具的屈服極限時,就會引起模具的變形。因此，減少和控制精密復雜模具變形乃是廣大熱處理工作者的一項重要的研究課題。本文試就精密復雜模具變形狀況、變形原因的研究，來探討減少和控制精密復雜模具變形的措施，以提高模具產品的質量和使用壽命。
一、模具材料的影響因素及預防措施：
1．模具的選材：
（1）某機械廠從選材和熱處理簡便考慮，選擇T10A鋼製造截面尺寸相差懸殊、要求淬火後變形較小的較復雜模具，硬度要求56-60HRC。熱處理後模具硬度符合技術要求，但模具變形較大，無法使用，造成模具報廢。後來該廠採用微變形鋼Cr12鋼製造，模具熱處理後硬度和變形量都符合要求。
（2）預防措施：因此製造精密復雜、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。
2．模具材質的影響：
某廠送來一批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。我們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。
二、模具結構設計的影響因素及預防措施：
有些模具選材和鋼的材質都很好，往往因為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，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、模具製造工序及殘余應力的影響因素及預防措施：
在工廠經常發現，一些形狀復雜、精度要求高的模具，在熱處理後變形較大，經認真調查後發現，模具在機械加工和最後熱處理未進行任何預先熱處理。
1、變形原因：在機械加工過程中的殘余應力和淬火後的應力疊加，增大了模具熱處理後的變形。
2、預防措施：
（1）粗加工後、半精加工前應進行一次去應力退火，即（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以下出爐空冷，也可採用400℃×（2-3）h去應力處理。
（2）降低淬火溫度，減少淬火後的殘余應力。
（3）采中帆冊用淬油170ºC出油空冷（分級淬火）。
（4）採用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應力。
採用以上措施可使模具淬火後殘余應力減少，模具變形較小。
四、熱處理加熱工藝的影響因素及預防措施：
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。
（1）變形的原因：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。
（2）預防措施：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（550-620ºC）；對於高合金剛模具應採用二次預熱（550-620ºC和800-850ºC）。

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2. 解決沖壓模具熱處理變形和開裂的有效方法

解決沖壓模具熱處理變形和開裂的有效方法

造成沖壓模具熱處理變形與開裂的原因是多方面的,包括鋼材的化學成分與原始組織、零件的結構形狀和截面尺寸以及熱處理工藝等因素都會涉及。下面，我為大家分享解決沖壓模具熱處理變形和開裂的有效方法，希望對大家有所幫助!

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。

優化淬火、回火處理工藝

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，零件變搭拿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，孔徑知燃搭尺寸變小。

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。

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。

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。段舉回火處理時，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。

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。

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。

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。

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。

3. 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。

4. 經過熱處理的工件為什麼會產生變形、翹曲現象有什麼可以解決的措施

產生變形、翹曲現象的原因有以下幾種：
①加熱速度或淬火冷卻速度太快；
②淬火時溫度太高；
③淬火時工件下水方向不當及裝料方法不當。

④鑄件的設計結構不合理（如兩連接壁的壁厚相差太大，框形結構中加強筋太薄或太細小；
可以的解決措施：
①降低升溫速度，提高淬火介質溫度，或換成冷卻速度稍慢的淬火介質以防止合金內產生殘余應力；
②在厚壁或薄壁部位塗敷塗料或用石棉纖維等隔熱材料包覆薄壁部位；
③根據鑄件結構、外形選擇合理的下水方向或採用專用防變形的夾具；
④變形量不大的部位，則可在淬火後立即予以矯正。

5. 壓鑄模具鋼材熱處理變形了是怎麼回事

在機械加工過程中的殘余應力和淬火後的應力疊加，增大了模具熱處理後的變形。
預防措施
(1)粗加工後、半精加工前應進行一次去應力退火，即(630-680)℃×（3-4)h爐冷至500℃以下出爐空冷，也可採用400℃×（2-3)h去應力處理。
(2)降低淬火溫度，減少淬火後的殘余應力。
(3)採用淬油170℃出油空冷(分級淬火)。
(4)採用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應力。
採用以上措施可使模具淬火後殘余應力減少，模具變形較小。

6. 模具的熱處理變形怎樣預防你知道嗎

精密復雜模具的熱處理變形可採取以下方法預防。（1）公道選材。對精密復雜模具應選擇材質好的微變形模具鋼(如空淬鋼),對碳化物偏析嚴峻的模具廳沖鋼應進行公道鑄造並進行,對較大和無法鑄造模具鋼可進行固溶雙細化熱處理。(2)模具結構設計要公道,厚薄不要太懸殊,外形要對稱,對於變形較大模具要把握變形規律,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)公道選擇加熱溫度,控制加熱速度,對於精密復雜模具可採取緩慢加熱、預熱和其他均衡扮歷殲加熱的方法來減少模具熱處理變形。(5)在保證模爛亮具硬度的條件下,盡量採用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。

7. 簡答題熱處理變形的原因有哪些

溫度是變形的關鍵因素

工業生產中實際應用的熱處理工藝形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它們的基本過程都是熱作用過程，都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個參數來描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內的溫度測量就成為熱處理的重要工藝參數測量。每一種熱處理工藝規范中，溫度是余乎喚很重要的內容。如果溫度測量不準確，熱處理工藝規范就得不到正確的執行，以至造成產品質量下降甚至報廢。溫度的測量與控制是熱處理工藝的關鍵，也是影響變形的關鍵因素。

（1）工藝溫度降低後工件的高溫強度損失相對減少，塑性抗力增強。這樣工件的抗應力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強，變形就會減少；

（2）工藝溫度降低後工件加熱、豎凱冷卻的溫度區間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低，由此而導致的熱應力和組織應力也相對減少，這樣變形就會減少；

（3）如果工藝溫度降低、且熱處理工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時間減少，變形也會減少。

減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。各種熱處理方式相結合，搭配，盡量既滿足性能需要同時又減少變形等缺陷。例如經熱處理後的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達到要求。圖1為模數mn=12mm的齒圈經不同溫度球化退火後的硬度梯度曲線。由圖1可以看頃畢出，在650℃球化退火後的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結果相近，未經球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火後滲層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳後應採用球化退火工藝，同時為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。

8. H13模具熱處理後在使用中的變形問題

關於變形問題鎮則是這樣:這是一套復合模具,由上下模和抽芯組成,變形有兩個方面
1.模具熱處理後變形,即上下模合不攏或者間隙大,在澆注時產生飛邊,或者產品的有些尺寸偏大或偏小,達不到要求
2.模具在澆注前要預熱至350℃,然後澆注.這一種變形就是在預熱時所產生的,冷狀態下模具能合攏,預熱御銀棚後上下模間隙搏游大,澆注出來的產品有飛邊
孤鴻踏雪前輩請指教

9. 請問，精密模具熱處理變形原因及預防措施

一、模具材料的影響：
1、模具的選材：某機械廠從選材和熱處理簡便考慮，選擇T10A鋼製造截面尺寸相差懸殊、要求淬火後變形較小的較復雜模具，硬度要求56-60HRC。熱處理後模具硬度符合技術要求，但模具變形較大，無法使用，造成模具報廢。後來該廠採用微變形鋼Cr12鋼製造，模具熱處理後硬度和變形量都符合要求。預防措施： 因此製造精密復雜、要求變形較小的模具，要盡量選用微變形鋼，如空淬鋼等。
2．模具材質的影響：某廠送來一批Cr12MoV鋼較復雜模具，模具都帶有￠60m m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。我們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。
二、模具結構設計的影響：有些模具選材和鋼的材質都很好，往往因為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，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、模具製造工序及殘余應力的影響：在工廠經常發現，一些形狀復雜、精度要求高的模具，在熱處理後變形較大，經認真調查後發現，模具在機械加工和最後熱處理未進行任何預先熱處理。
1、 變形原因：在機械加工過程中的殘余應力和淬火後的應力疊加，增大了模具熱處理後的變形。
2、 預防措施： （1）粗加工後、半精加工前應進行一次去應力退火，即（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以下出爐空冷，也可採用400℃×（2-3）h去應力處理。 （2）降低淬火溫度，減少淬火後的殘余應力。 （3） 採用淬油170ºC出油空冷（分級淬火）。 （4）採用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應力。採用以上措施可使模具淬火後殘余應力減少，模具變形較小。
四、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。
（1）變形原因： 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。
（2）預防措施 ：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（550-620ºC）；對於高合金剛模具應採用二次預熱（550-620ºC和800-850ºC）。