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模具鋼材熱處理后產(chǎn)生的變形將嚴(yán)重影響模具鋼材的質(zhì)量和使用壽命，一旦在熱處理中開裂將造成模具鋼材的報(bào)廢，因此，減少和預(yù) 防模具鋼材熱處理變形及避免其開裂是廣大模具鋼材熱處理工作者的重要研究課題。本文就模具鋼材在熱處理過(guò)程中常見的變形與開裂缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，分析其產(chǎn)生的原因，并提出預(yù)防措施。
模具鋼材的熱處理是比較復(fù)雜的，要獲得理想的熱處理技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行思考和探討，這對(duì)于獲得要求的硬度、內(nèi)部組織技術(shù)等技術(shù)要求，預(yù)防熱處理后的變形和開裂有重要的指導(dǎo)作用。
（1）選材
應(yīng)根據(jù)模具鋼材的工作條件和要求來(lái)選擇，由于缺乏對(duì)稱性、截面尺寸變化大，材料的種類多，熱處理工藝復(fù)雜特點(diǎn)，因此對(duì)材料的選擇原則為：一般對(duì)小型簡(jiǎn)單的選用高碳鋼等制作，對(duì)形狀復(fù)雜，承受負(fù)荷較大的中、大型模具鋼材應(yīng)采用高合金鋼、合金工具鋼或高速工具鋼制造。
（2）選擇合理的熱處理工藝方法
通常的預(yù)備熱處理即退火和調(diào)質(zhì)處理等，最終熱處理為整體淬火+回火。另外，為了提高模具鋼材的使用壽命、尤其是提高熱作模具鋼材的表面硬度、耐磨性、抗氧化性、咬合性等，需要對(duì)部分模具鋼材進(jìn)行化學(xué)熱處理。模具鋼材的硬度較高，對(duì)復(fù)雜和大型的零件而言，其外形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)上不易進(jìn)行校直，因此要將熱處理的重點(diǎn)放在預(yù)防措施的制訂和具體實(shí)施上。
①模具鋼材鋼的金相組織合格
在預(yù)備熱處理中要點(diǎn)是要預(yù)防零件的變形和開裂，在日常質(zhì)量檢驗(yàn)中只對(duì)硬度的高低、切削加工的難易程度等考慮較多，而對(duì)內(nèi)部組織的檢驗(yàn)較少。而金相組織對(duì)預(yù)防零件的淬火變形和開裂有重要的影響。如果出現(xiàn)球化組織不良，表現(xiàn)形式為：顯微組織以片狀珠光體為主、粗片狀珠光體以及塊狀碳化物、形成網(wǎng)狀碳化物等，出現(xiàn)上述特征則在淬火加熱時(shí)，形成奧氏體合金化不均勻，淬火后硬度不均和變形大等。因此要嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，合理裝爐，使?fàn)t內(nèi)的溫度均勻一致。另外如果原材料存在帶狀碳化物和原始網(wǎng)狀碳化物，則多是某些鋼材在軋制階段即形成帶狀碳化物和網(wǎng)狀碳化物，鍛造比小，碳化物未被打碎，出現(xiàn)該類缺陷，僅采用球化退火是難以xc的，碳工鋼和合工鋼采用“淬火擊網(wǎng)”工藝是可行的。
②零件的設(shè)計(jì)和機(jī)械加工應(yīng)合理
熱處理工藝性不好往往不同設(shè)計(jì)與工藝、冷熱加工相脫節(jié)有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考慮到這類問題。a.合理選用材料是十分重要的，對(duì)于截面較大、形狀復(fù)雜、變形要求嚴(yán)格要求的模具鋼材選用合金工具鋼，而采用碳工鋼在水淬油冷容易產(chǎn)生變形或開裂。b.零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到工藝性，既要滿足設(shè)計(jì)和使用要求，又要滿足工藝要求，因此應(yīng)避免出現(xiàn)尖角或薄壁、表面應(yīng)盡量做到對(duì)稱和均勻分布、形狀復(fù)雜可采用拼塊結(jié)構(gòu)以減少變形、大型模具鋼材采用結(jié)合焊接結(jié)構(gòu)等。c.增加工藝孔，其原則是在零件的某一平面上應(yīng)厚度均勻，使淬火冷卻速度盡量均衡。d.冷熱工序要相互配合，對(duì)十分復(fù)雜的模具鋼材的半精車后進(jìn)行xc應(yīng)力退火，對(duì)精度較高的孔以及其他磨削部位，應(yīng)留有合適的加工余量，在機(jī)械加工過(guò)程中，要防止過(guò)量的切削或磨削，以防應(yīng)力的產(chǎn)生。
（3）進(jìn)行正確的熱處理操作
①認(rèn)真作好淬火前的準(zhǔn)備工作，注意采取一些保護(hù)措施：a.對(duì)于無(wú)硬度要求的孔用石棉或耐火土堵塞；b.對(duì)厚薄不均、強(qiáng)度又太小的部位，用墊塊或鐵皮捆綁在上面；c.對(duì)于長(zhǎng)軸零件應(yīng)捆綁吊掛，并考慮在高溫下自重變形以及淬火方式，其原則是以不淬火的{zd0}平面為{zh0}。
②進(jìn)行正確的加熱是十分重要的：a.鹽浴中要嚴(yán)格進(jìn)行脫氧和撈渣；b.淬火加熱溫度不能過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以免出現(xiàn)過(guò)熱或淬火裂紋的產(chǎn)生；c.對(duì)只要求表面有高硬度、心部一般硬度的才能進(jìn)行快速加熱；d.一般情況下采用規(guī)定溫度的下限進(jìn)行加熱。
③合理選擇冷卻介質(zhì)，規(guī)范進(jìn)行冷卻的操作。一般模具鋼材的淬火冷卻介質(zhì)方法見表1，在實(shí)際的熱處理過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制冷卻的溫度和時(shí)間，這對(duì)確保模具鋼材的力學(xué)性能和防止其變形和開裂有重要的作用。
