模具幾何形狀對熱處理變形的影響,實(shí)際上仍是通過(guò)熱應力、組織應力來(lái)起作用的。由于模具的形狀是多種多樣的,要從中總結出確切的變形規律,目前還很困難。
對于對稱(chēng)型的模具,可根據型腔尺寸、外形尺寸及高度來(lái)考慮型腔的變形傾向。當模具的壁薄、高度小時(shí),則較易于淬透,這時(shí)有可能是組織應力起主導作用,因此,型腔常趨向脹大。反之,壁厚、高度大,則不易淬透,此時(shí)可能是熱應力起主導作用,因此,型腔常趨向縮小。這里所說(shuō)的是一般趨勢,在生產(chǎn)實(shí)踐中,還須結合零件的具體形狀,所采用的鋼種及熱處理工藝等來(lái)加以考慮,通過(guò)實(shí)踐不斷總結出經(jīng)驗來(lái)。由于實(shí)際生產(chǎn)中,模具的外形尺寸往往不是主要的工作尺寸,且變形后還可通過(guò)磨削加工等加以校正,所以上面分析的主要是型腔的變形趨勢。
對于不對稱(chēng)的模具的變形,同樣也是熱應力、組織應力綜合作用的結果。例如,對薄壁薄邊的模具,由于模壁薄,淬火時(shí)內外溫差小,因而熱應力??;但容易淬透,組織應力較大,所以變形趨向于型腔脹大。
為了減小模具的變形,熱處理部門(mén)應與模具設計部門(mén)共同研究,改善模具設計,如盡可能避免截面大小相差懸殊的模具結構、模具形狀力求對稱(chēng)、復雜模具用拼合結構等。
當不能改變模具形狀時(shí),為了減小變形,還可以采取一些其它的措施。這些措施總的考慮是改善冷卻條件,使各部分得以均勻冷卻;此外,也可以輔助以各種強制措施,以限制零件的淬火變形。例如,增加工藝孔,就是使各部分均勻冷卻的一個(gè)措施,即在模具某些部分開(kāi)孔,使模具各個(gè)部分得以均勻地冷卻以減小變形。也可在淬火后容易脹大的模具外圍用石棉包住,以增大內孔與外層的冷卻差異,使型腔收縮。在模具上留筋或加筋是減少變形的又一種強制措施,它特別適用于型腔脹大的凹模,及槽口易脹大或縮小的模具。