模具在热处理时，特别是在淬火过程中，由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致性而引起的温度差和组织转变的不等时性等原因，使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材料的屈服极限时**会引起模具的变形。在此**模具变形状况、变形原因进行研究来探讨减少和控制模具变形的措施，以提高模具产品的质量和使用寿命。
1.模具材料的影响及对策
模具制造的****步首先是选材，材质的优劣直接影响模具的质量。
1.1 模具的选材影响及对策
1.1.1 模具选材的影响。
某模具厂从经济和热处理简便考虑，选择T10 钢制造较复杂的冷挤压模具，硬度要求在56~60HRC，热处理后模具硬度符合技术要求,但模具变形较大，无法使用，造成模具报废。
1.1.2 对策。
后来该厂采用微变形钢Cr12 钢制造，模具热处理后硬度和变形量都符合技术要求。因此制造形状复杂，要求变形小的模具，要尽量选用变形较小合金模具钢。
1.2模具材质的影响及对策
模具材质的好坏也严重影响模具热处理后的变形，这是模具材料内部缺陷所致。
1.2.1 模具的材质对变形的影响及产生的原因。
一批Cr12MoV 钢复杂模具，模具都带有较大圆孔和方孔，模具热处理后，部分模具圆孔出现椭圆、方孔出现胀缩，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。对变形较严重的模具进行金相分析发现Cr12MoV钢中含有较多共晶碳化物，且呈带状和块状分布。模具的变形**是因为模具钢中存在不均匀性碳化物，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。
1.2.2 对策。
a.在制造形状复杂的模具时，要尽量选择大厂生产的碳化物偏析较小的模具钢。
b.对存在碳化物偏析严重的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物分布的等级，消除钢材性能的各向异性。
c.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，从而减少模具热处理后变形。
d.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. 热处理加热工艺的影响及对策
模具热处理的变形一般都认为是由于冷却造成的，这是不正确的。模具加热工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响。
2.1 加热速度的影响及对策
对一些模具加热工艺对比可以明显看出，加热速度快，往往产生较大的变形。
2.1.1 模具变形的原因。
任何模具材料加热时都要膨胀，由于钢在加热时，同一模具内，各部分的温度不均匀，**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匀的内应力。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，还会造成组织转变的不等时性，即产生组织应力。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，模具热加工后产生的变形**越大。
2.1.2 对策。
根据以上情况，模具热处理加热时要减缓加热速度。①对形状复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热,一般来说,模具真空热处理加热速度远比盐浴炉加热速度慢，因此其变形也小; ②采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热( 550~620℃) ; 对于高合金模具应采用二次预热( 550~620℃和800~850℃) 。
2.2 加热温度的影响及对策
一些热处理操作工人认为为了****模具淬火后获得较高硬度，应提高淬火加热温度。但从模具热处理变形考虑，这种做法是不对的。生产实践表明，既使采用正常的加热温度对模具的加热淬火，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。
2.2.1 模具变形的原因。
众所周知，模具淬火加热温度越高，钢的内部组织晶粒越趋长大，由于较大晶粒能使淬透性增加，则使淬火冷却时产生的应力越大。再之，由于形状复杂模具大多由中高合金钢制造，如果淬火温度高，则因Ms 点低，组织中残留奥氏体量增多，加大模具热处理后变形。
2.2.2 对策。
在****模具的技术条件的情况下，应合理选择加热温度，尽量选用下限淬火加热温度，以减少冷却时的应力，从而减少模具的热处理变形。
3.残留奥氏体的影响及对策
一些高合金模具钢，如Cr12、Cr12MoV钢模具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过多而引起的。
3.1 模具热处理后变形的原因
因高合金钢( 如Cr12、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容，奥氏体的比容**小，这是高合金模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。钢的各种组织的比容按下列顺序递减:马氏体-回火索氏体-珠光体-奥氏体。因为高合金的模具淬火低温回火后含有大量残留奥氏体，所以模具会发生缩小变形。
3.2 对策
3.2.1 淬火温度越高，残留奥氏体越多，资料显示Cr12MoV 钢1100℃加热淬火后残留奥氏体量是1000℃加热的4 倍。因此适当降低淬火加热温度，是减少残留奥氏量同时也是减小热处理变形的重要措施。
3.2.2 一些数据显示，Cr12MoV 钢模具500℃回火较200℃回火残留奥氏体量减少了一半，所以在****模具技术要求的前提下，适当提高回火温度。生产实践表明: Cr12MoV钢模具500℃回火其变形量**小。
3.2.3 模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的****工艺，也是减小模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的****措施。
4.模具淬火后冷却的影响及对策
模具热处理变形往往是在淬火冷却后所表现出来的，这虽然有以上各种因素的影响,但冷却过程中的影响也是不可忽视的。
4.1 模具变形的原因
当模具冷却到Ms 点以下时，钢即发生相变，除因冷却不一致所造成的热应力外，还有因相变的不等时性而产生的组织应力，冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力也越大，模具的变形也越大。
4.2 对策
4.2.1 在****模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷。
4.2.2 采用分级冷却淬火能显著减少模具淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些复杂模具变形的有效方法。
4.2.3 对于一些精密复杂模具，采用等温淬火能显著减少模具热处理变形。
模具热处理变形是模具热处理三大难题之一( 变形、开裂、淬硬) ，模具热处理后的变形原因是复杂的,但是只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，对症下药，模具的变形是可以减少和控制的。一般采取以下方法:
a.合理选材；
b.模具结构设计要合理；
c.大型、形状复杂模具要进行预先热处理，消除加工过程中产生的残余应力；
d.合理选择加热温度，控制加热速度、预热和其他均衡加热的方法来减少模具加热时产生的变形；
e.在****模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火和等温冷却淬火工艺。
f.对于精密复杂模具，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。
