模具热处理变形

cr12mov热处理后加工变形
摘要：
1.cr12mov 材料特性
2.cr12mov 热处理过程
3.cr12mov 加工变形原因
4.减少cr12mov 加工变形的措施
正文：
CR12MOV 是一种高强度、高硬度、高韧性的冷作模具钢材料，由于其优异的性能，被广泛应用于各种冷作模具的制造。

然而，在经过热处理后，
CR12MOV 材料在加工过程中容易产生变形，这给模具的制造和使用带来了不少困扰。

下面我们来分析一下CR12MOV 热处理后加工变形的原因及应对措施。

首先，CR12MOV 材料的特性决定了它在热处理过程中容易产生变形。

CR12MOV 钢属于高碳合金钢，碳含量较高，使得钢的硬度和强度得到提高，但塑性和韧性降低。

在热处理过程中，碳原子和合金元素会发生扩散，从而导致晶粒长大和碳化物析出，使钢的硬度和强度进一步提高。

但同时，塑性和韧性会继续降低，这使得CR12MOV 在热处理后加工过程中更容易产生变形。

其次，CR12MOV 热处理过程中，由于温度、保温时间、冷却速度等因素的控制不当，可能导致热处理组织不均匀，从而使钢的性能发生不均匀变化，进一步加大加工变形的可能性。

针对CR12MOV 热处理后加工变形的问题，可以采取以下措施来减少变
形：
1.合理控制热处理工艺参数，如加热速度、保温时间、冷却速度等，以保证热处理组织均匀；
2.在加工过程中，采用适当的切削参数和刀具材料，以降低切削力和热量，减少加工过程中的变形；
3.对模具结构进行优化，尽量避免应力集中，以降低加工变形的风险；
4.在加工过程中，对模具进行适当的时效处理，以消除内应力，降低变形。

常用模具热处理质量检验技术模具热处理质量检验应按国家标准、行业标准或企业内控标准规定的程序，对工艺文件或技术标准中规定的项目进行严格的检查，并监督工艺纪律的执行情况，防止和减少废品与返工件的产生。

对批量生产的模具，必须在首件或首批检验合格后才可继续生产。

检验的项目和检验的方法，应按图样、工艺卡片和技术标准的规定执行。

对于没有明确规定的，可按相应的国家标准或客户要求进行检测。

模具热处理后的检验主要有四个方面：外观、变形、硬度、金相。

1）热作模具热处理质量检验如下：①外观检验。

模具任何部位不得有肉眼可见的裂纹，关键部位应用5～10倍的放大镜细看。

模具表面不应有明显的磕碰伤痕。

②变形检验。

用刀口形直尺或平尺观测模面的平面度，并用塞尺测量，一般规定变形量应小于留磨量的1/3～1/2。

③硬度检验。

首先将待测部位磨光或抛光，一般用洛氏硬度计检测3～4点。

根据情况，也可用维氏硬度计、肖氏硬度计、里氏硬度计检查。

如果硬度值超高，应多检测几点，尽可能准确。

根据硬度值，做出是否要提高回火温度的决定。

如果硬度偏低，应在原位置继续打磨，继续检测。

如果硬度还低，再用手提小砂轮做钢号火花鉴别，一定找出致使硬度达不到工艺要求的真正原因。

④金相检验。

热作模具的金相检验，可按JB/T 8420—2008《热作模具钢显微组织评级》执行。

2.通常热作模具钢马氏体合格级别为2～4级。

另外，有些热作模具钢还要进行蒸汽处理、氧氮共渗、TiN涂层、渗硼、氮碳共渗等表面强化处理，则应按相关技术标准验收，重点检测渗层厚度、表面硬度和金相组织三大项。

2）冷作模具热处理质量检验如下：①外观检验。

模具表面不允许有磕碰、划伤、烧毁及严重的氧化脱碳、腐蚀麻点及锈蚀现象，肉眼观察不得有裂纹，表面必须光洁，孔眼特别是不通孔内不得堵泥和盐渍，拴绑的钢丝等附着物必须解除。

②变形检验。

模具热处理后变形量不得超过留磨量的1/3～1/2。

③硬度检查。

模具热处理后应全部进行硬度检查。

预防热处理变形的八项措施
为了提高金属工件或模具的使用性能,可以对金属件进行热处理工艺,但是在热处理过程中,如果没有按照合理的要求,很容易导致金属工件或模具经过热处理后而变形,那导致工件热处理后变形的原因是什么,采取哪些措施进行预防。

八大措施预防热处理变形:
1、合理选材。

对精密复杂模具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。

8、在修补模具砂眼、气孔、磨损等缺陷时,选用冷焊机等热影响小的修复设备以避免修补过程中变形的产生。

（钢铁英才网）。

冷作模具：冲裁模的失效形式有：不均匀磨损、凸模整体折断和凸凹模局部掉块。

拉伸模失效形式有磨粒磨损和黏着磨损。

冷镦模失效形式有模口胀大、棱角堆塌、腔壁胀裂。

冷挤模失效形式有塑性变形、磨损失效、凸模折断失效、疲劳断裂失效、纵向开裂失效。

热作模具：锤锻模失效形式有磨损失效、断裂失效、热疲劳开裂失效及塑性变形失效。

压力机锻模失效形式有脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效以及模具型腔的表面腐蚀失效。

热挤压模失效形式有早起断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效、模具型腔表面的氧化失效和磨损沟痕等。

热冲裁模失效形式有热磨损失效、崩刀失效、卷刀失效和断裂失效。

压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀磨损、粘模失效。

塑料模具失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳失效及热疲劳失效。

冷作模具的表面热处理:1.冲裁模的工作部位的表面处理工艺有氮碳共渗，TD法渗钒渗铌，CVD法沉积TiN或TiC，镀硬铬，化学镀镍磷合金，电火花熔渗等。

2.冷挤模常采用氮化渗碳，沉积氮化物或碳化物等表面强化技术。

3.拉伸模采用渗氮，氮碳共渗，渗硼，渗钒，镀硬铬，气相沉积TiC以及盐浴涂覆碳化物、碳化物于模具表面，通过渗硫提高模具抗咬合的能力。

4.冷镦模需要对模具进行使之整体强韧化的热处理，再对之进行表面强化处理，其常见的表面处理方法有氮碳共渗，气相沉积，TiN 等超硬化合物层，硼-硫复合渗等。

热作模具的表面处理：1.锤锻模对模具型腔表面进行渗氮、渗硼、氮碳硼三元共渗等表面强化处理。

2.压力机锻模及热挤压模常用的表面处理有渗氮、硫碳氮三元共渗、硼氮共渗。

3.热冲裁，模在模具刃口处用电焊条堆焊或用等离子喷焊一层高耐磨、高热强的钴基合金。

4.渗氮和氮碳共渗能提高模具的耐磨性、抗熔蚀性，及防止铝合金的粘模现象；渗铬、渗铝可提高模具的抗氧化性，尤其对高温工作的压铸模有利；磷化、镀铬也可提高抗氧化性，降低摩擦系数，防止粘模。

热处理变形原因的分析与变形控制技术措施摘要:模具在热处理中的变形可导致模具超差报废,因而探讨其变形规律在生产中具有重要意义。

关键词:模具热处理变形分析控制措施1 热处理变形原因的分析模具零件淬火时由于热应力与组织应力的综合作用引起尺寸和形状的偏差。

由于零件的几何形状、截面尺寸不同,在淬火加热与冷却过程中因加热与冷却速度的差异,就会引起了零件体积膨胀、收缩及变形等。

影响淬火变形的原因是多方面的,主要与钢的化学成分和原始组织、零件的几何形状、尺寸大小及热处理工艺等因素有关。

然而,采取有效的预防措施,改善与优化热处理工艺,致力将模具热处理变形严格控制在最小限度之内。

2 热处理变形的类型及特征2.1 类型热处理变形有尺寸变化和形状变化两大类。

尺寸变化是因淬火时发生膨胀或收缩使尺寸改变。

形状变化即本身发生的形状改变,因应力而发生变形,如弯曲、扭转等变形。

在生产实践中,尺寸变化与形状变化常常重叠出现。

2.1.1 尺寸变化是因热处理过程中组织发生变化而引起的膨胀、收缩的结果。

淬火时组织转变为马氏体则膨胀,若残余奥氏体量多则变为收缩。

冷处理时因残余奥氏体转变成马氏体又引起膨胀。

马氏体引起的体积膨胀随钢中碳含量增加而变大;其尺寸变化量亦随着增大。

淬火钢回火时马氏体发生分解,而引起收缩;收缩量随马氏体中c%的增多而增大,但若以淬火前的状态为基准,淬火回火后尺寸变化的总合,其结果仍是膨胀。

2.1.2 形状变化是因淬火钢内部的应力及加于外部的力量而引起的。

内部应力是因温度分布不均或因组织转变而引起的。

而外部的力主要是因自重而导致“下垂”。

加热温度越高、保温时间越长,这种因本身重量而引起的“下垂”变形更易发生。

工件加热时,因机械加工或常温加工所产生的残余应力,将发生形状变化。

即使是均匀加热,因钢的屈服点随温度上升而降低之故,此时只要有少许应力存在即发生变形。

因残余应力于外部周围较强。

当温度上升自外部进行时,变形于外部周围特别显著。

模具热处理工艺模具是在生产中起到关键作用的零件，其性能与使用寿命直接关系到产品的质量与成本。

为了提高模具的使用寿命，热处理技术被广泛应用于模具加工中，其中以模具热处理工艺最为重要。

模具热处理工艺是指通过加热、保温、冷却等一系列工艺，改变模具的组织结构与性能，从而达到提高模具硬度、耐磨性、抗拉强度、韧性等目的的过程。

模具的热处理工艺可以分为淬火、回火、退火、正火、软化退火等多种方式，下面将具体介绍这些工艺及其应用。

淬火淬火是指将模具加热至临界温度，然后迅速浸泡于冷却介质中使其急冷而形成马氏体。

淬火能大大提高模具的硬度、强度和耐磨性，但同时也会降低其韧性。

因此，淬火适用于对模具表面耐磨性要求高、工作条件恶劣的情况，如机械加工、冲压、冷镦等。

回火回火是指将已淬火的模具在一定温度下加热并保温，使得马氏体经过部分转变而变得更加均匀和细小，从而提高模具的韧性和延展性。

回火过程中，模具的硬度会有所降低，但整体性能得到提高。

因此，回火适用于对模具整体性能要求高、工作条件较为复杂的情况，如注塑、挤出、热成型等。

退火退火是指将模具加热至一定温度后进行保温，再以适当速度冷却至室温，使得模具组织结构变得更稳定而得到软化的效果。

退火主要作用是消除模具加工过程中的残余应力，改善模具组织结构，减少模具开裂、变形等缺陷，提高其加工性能。

因此，退火适用于对模具整体性能要求不高、需要进行后续加工的情况，如锻造、铸造、焊接等。

正火正火是指将模具加热至一定温度后进行保温一段时间，使得模具组织结构得到均匀化、改善和稳定化，从而提高模具的硬度、强度和韧性。

正火适用于对模具整体性能要求高、需要承受强烈冲击或挤压的情况，如钢板压制、锻造等。

软化退火软化退火是指将模具加热至一定温度后保温，使其组织结构得以稳定化，同时也使其硬度、强度、韧性等性能下降。

软化退火一般用来去除模具中的残余应力，处理模具变形问题等，并能为后续的加工、表面处理提供便利。

总的来说，模具热处理工艺是模具加工中不可或缺的一部分，通过合理的热处理工艺，能够使模具的性能得到提高，从而延长模具的使用寿命。