金屬熱處理是將金屬工件放（fàng）在一定的介質中加熱到適宜的溫（wēn）度（dù），並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改善工件的使用性能的一種工藝方法。其特點是改（gǎi）變了鋼材（cái）的金相組織,改善工件的內（nèi）在（zài）質量（liàng）。為使金屬工件具有（yǒu）所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選（xuǎn）用材料和各種成型（xíng）工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱處理工藝大體（tǐ）可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理（lǐ）和化學熱處理等。鋼（gāng）材熱處理的“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演（yǎn）變出不（bú）同的熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固（gù）溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛（duàn）造後,在較（jiào）高的溫度下放置或室溫保持其（qí）性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄（zhù）件長期(一至三年)放置在室溫或（huò）自然條件下,露天放在空氣中任（rèn）其風吹雨打日（rì）頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時（shí）效處理,也（yě）稱為天（tiān）然時效
②人工時（shí）效:為了消除精密量具或模具、零件在長（zhǎng）期使用中尺寸、形（xíng）狀發生的（de）變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度為150~250℃)精加（jiā）工前,把工件重新加熱（rè）到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製件（jiàn）質量的處（chù）理,稱為人工時效（xiào）。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把（bǎ）含碳量在（zài）0.25%以上的中碳（tàn）鋼（gāng）鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬火溫（wēn）度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後（hòu）放入冷卻劑水、油或（huò）其（qí）他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬火後的零件得到均勻（yún）一（yī）致的（de）馬氏體組織,使零件（jiàn）達到一定的硬度及（jí）耐磨性,也改變（biàn）了鋼（gāng）的某些物理及化學性質（zhì）。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理,以免（miǎn）產生變形、開裂;使淬火後的（de）零件獲得定（dìng）的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理（lǐ）工藝一般包括加（jiā）熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有（yǒu）加熱和（hé）冷卻兩個過程。這些
過程（chéng）互相（xiàng）銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表麵淬（cuì）火、火焰表麵淬（cuì）火、高頻淬火、滲碳（tàn）淬火等。
模具零件淬（cuì）火應注（zhù）意事項如下。
①零件淬火前,必須進行粗加（jiā）工,鑽（zuàn）好工（gōng）藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零（líng）件避免尖角設計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬度（dù）,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把（bǎ）鋼件加（jiā）熱到臨（lín）界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流（liú）動空（kōng）氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除零件內部過大的（de）殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀（zhuàng）滲碳體（tǐ）組織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲（huò）得一定的（de）力學性（xìng）能。
(4)退火（huǒ）
退火是把零件加熱到臨界變相溫（wēn）度Ac3(亞共析鋼)以上（shàng）30~50℃,或Ac1(共析（xī）或過共析鋼)以下,保溫一定時間,然後（hòu）隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度（dù）,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應力,改善內部組（zǔ）織,從而有（yǒu）利於切削加工和冷變形加工。而退火工序方法有很多種,有球化（huà）退火、等溫退火、完全退火、低溫退（tuì）火、去應力退火等。模具零件退火采（cǎi）用的是去應（yīng）力退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加（jiā）熱到Ac1以下某（mǒu）一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處（chù）理（lǐ）工藝[即將淬火後的鋼件在高於室（shì）溫（wēn）而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某（mǒu）一適當溫度,保溫一定（dìng）時間,然後拿出在空氣中緩慢地冷（lěng）卻]。回火分高溫回（huí）火、中（zhōng）溫（wēn）回火和低溫回火三類。

回火的（de）目的如（rú）下。
①減少（shǎo）或（huò）消除（chú）淬火產生的內應力,防止變形和開裂,以取（qǔ）得預期的力學性能。
②穩定組織,保證工件在使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適應不（bú）同零（líng）件的需要。
(6)調（diào）質
把淬火後的鋼材通過高溫回火[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬（cuì）火（huǒ）加（jiā）高（gāo）溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱為（wéi）調質處理（lǐ）,其目的（de）是達到所（suǒ）需要（yào）的硬度值(一般是28~32HRC,有（yǒu）的達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過（guò）程稱為氮化或滲氮。滲（shèn）入鋼（gāng）件表麵的氮元素形成氮化層以提（tí）高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性（xìng）、抗咬合性及抗腐蝕性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為（wéi）495570℃,回火（huǒ）溫度為（wéi）520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量（liàng）無。
②液體氮化。處理溫度為（wéi）560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決於滲氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議（yì）不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化（huà）處（chù）理,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲氮。液體軟滲氮是（shì）無毒（dú）處理法,處理（lǐ）溫度（dù）為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽（yán）浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳（tàn）是把含碳（tàn）量在0.04%~0.25%的低碳鋼鋼（gāng）材(中碳鋼含碳量在0.25%~0.6%、高碳鋼含（hán）碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通（tōng）常為（wéi）560~600℃。滲碳是指使碳原子滲（shèn）入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件（jiàn）具有高碳鋼的表麵（miàn）層（céng）,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度（dù）和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性（xìng）和塑性。滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金（jīn）鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學（xué）成分可接近高碳鋼（gāng）。工件滲碳後還要經過（guò）淬火,以得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心（xīn）部（bù）有低碳鋼淬火後的強韌（rèn）性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝（yì）廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的機械（xiè）零件,如齒輪、軸、凸輪
軸（zhóu）等,也適用於製造注塑（sù）模具的零件。

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