精密模具零件冷卻介質(zhì)和冷卻方法的影響  

模具熱處理變形往往是在淬火冷卻后所表現(xiàn)出來(lái)的，這雖然有以上各種因素的影響，但冷卻過程中的影響也是不可忽視的。

一、 變形產(chǎn)生的原因  

當(dāng)模具冷卻到Ms點(diǎn)以下時(shí)，鋼即發(fā)生相變，除因冷卻不一致所早成的熱應(yīng)力外，還有因相變的不等時(shí)性而產(chǎn)生的組織應(yīng)力，冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大。    

二、 精密模具零件預(yù)防措施  

1）在保證模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷，對(duì)于碳素鋼和低合金模具鋼可預(yù)冷至棱角部位發(fā)黑（720~760oC）。對(duì)于在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)過冷奧氏體較穩(wěn)定的鋼種可預(yù)冷至700oC左右。  

2）采用分級(jí)冷卻淬火能顯著減少模具淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些復(fù)雜模具變形的有效方法。

3）對(duì)一些精密復(fù)雜模具，采用等溫淬火能顯著減少變形。  

三、改進(jìn)熱處理工藝、減少精密模具零件熱處理變形  

模具在淬火后的變形，不論采取什么方法，變形都是無(wú)法避免的，但是對(duì)于要嚴(yán)格控制變形量的精密復(fù)雜模具可采取以下方法進(jìn)行控制。  

1、 采用調(diào)質(zhì)熱處理  

對(duì)基體硬度要求不高，而表面硬度要求較高的精密復(fù)雜模具，可采取模具粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，精加工后進(jìn)行低溫氮化處理（500~550oC），由于模具氮化溫度低，不存在基體組織相變，另外爐冷至室溫出爐，冷卻應(yīng)力也較少，模具變形較小。  

2 、 采用預(yù)先熱處理  

對(duì)精密復(fù)雜模具，如其硬度要求不太高，可采用預(yù)先熱處理的預(yù)硬鋼，對(duì)模具鋼（如3Cr2Mo, 3CrMnNiMo鋼）進(jìn)行預(yù)先熱處理，使之到達(dá)使用時(shí)的硬度（較低硬度為25~35HRC，較高硬度為40~50HRC），然后把模具加工成型不再進(jìn)行熱處理，從而保證精密復(fù)雜模具的精度。  

3、 采用時(shí)效硬化型模具鋼  

對(duì)精密復(fù)雜模具可采用時(shí)效硬化鋼，如PMS(1Ni3Mn2CuA1.Mo)鋼是一種新型時(shí)效模具鋼，在870oC固溶淬火后的硬度在30HRC左右，便于機(jī)械加工，模具加工成型后再進(jìn)行500oC左右的時(shí)效熱處理，即可獲得40~45HRC的較高硬度，模具變形較小，只需要進(jìn)行拋光處理，是理想的精密復(fù)雜模具用鋼。

四、結(jié)語(yǔ)  

 精密復(fù)雜精密模具零件的變形原因往往是復(fù)雜的，但是我們只要掌握其變形規(guī)律，分析其產(chǎn)生的原因，采用不同的方法進(jìn)行預(yù)防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控制的。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)精密復(fù)雜模具的熱處理變形可采取一下方法預(yù)防。  

1）合理選材。對(duì)精密復(fù)雜模應(yīng)選擇材質(zhì)好的微變形模具鋼（如空淬鋼），對(duì)碳化物偏析嚴(yán)重的模具鋼應(yīng)進(jìn)行合理鍛造并進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，對(duì)較大和無(wú)法鍛造模具鋼可進(jìn)行固溶雙細(xì)化熱處理。

2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對(duì)稱，對(duì)于變形較大模具要掌握變形規(guī)律，預(yù)留加工余量，對(duì)于大型、精密復(fù)雜模具可采用組合結(jié)構(gòu)。  

3）精密復(fù)雜模具要進(jìn)行預(yù)先熱處理，消除機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

4）合理選擇加熱溫度，控制加熱速度，對(duì)于精密復(fù)雜模具可采取緩慢加熱、預(yù)熱和其他均衡加熱的方法來(lái)減少模具熱處理變形。    

5）在保證模具硬度的前提下，盡量采用預(yù)冷、分級(jí)冷卻淬火或溫淬火工藝。  

6）對(duì)精密復(fù)雜模具，在條件許可的情況下，盡量采用真空加熱淬火和淬火后的深冷處理。  

7）對(duì)一些精密復(fù)雜的模具可采用預(yù)先熱處理、時(shí)效熱處理、調(diào)質(zhì)氮化熱處理來(lái)控制模具的精度。 

另外，正確的熱處理工藝操作（如堵孔、綁孔、機(jī)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(zhì)中的運(yùn)動(dòng)方向等）和合理的回火熱處理工藝也是減少精密復(fù)雜模具變形的有效措施。