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

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下（xià）放置或室溫保持其性能（néng）、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:把鋼件或鑄件長期(一至三（sān）年)放置在室溫或自然條件下,露天放在空氣中任其（qí）風吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時效處理,也稱為（wéi）天然時效
②人工時效:為了消除精密量具或模具（jù）、零件在長期使用中尺寸、形狀發生的變（biàn）化,常（cháng）在低溫回火後（hòu）(低溫回（huí）火溫度為150~250℃)精加工（gōng）前,把工件重新加熱到100~150℃C保持（chí）5~20h,這種為穩定精密製件質量的處理（lǐ）,稱為人工時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行（háng）時效處理,以消（xiāo）除殘餘（yú）應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火（huǒ）

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬火溫（wēn）度（dù）(達到（dào）臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間（jiān）,然後放入冷（lěng）卻劑水（shuǐ）、油（yóu）或其（qí）他無機鹽、有機水等淬冷（lěng）介質中快速冷卻,使淬火後的零件得到均勻一致的馬氏體組織,使零件達到一定的（de）硬度及耐（nài）磨性,也改（gǎi）變了鋼的某些物理及化學性（xìng）質。由於淬火後（hòu）的零件存在著較大的內應力,因此（cǐ）,淬火後的零件（jiàn）必須要及時經過適當的回火處理,以免產生變形、開（kāi）裂;使淬火後的零件（jiàn）獲得（dé）定的強度、彈性和韌性（xìng）等綜（zōng）合力學性能。

 熱處理工藝一般包（bāo）括加熱、保溫、冷卻三（sān）個過程,有時隻有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸（jìn）液表麵（miàn）淬（cuì）火、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬（cuì）火應注意事（shì）項（xiàng）如下。
①零件淬火前,必須進行粗（cū）加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水（shuǐ）孔、頂杆孔等（děng）。
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,有無軟點,有無變形,有無脫（tuō）碳等缺陷（xiàn）存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度以（yǐ）上（shàng）,保溫一定時間,均溫（wēn）後,在空氣中冷卻(大型零（líng）件需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除零件內部過大的殘餘應力、細化晶（jīng）粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲碳體組織（zhī）,為隨後的熱處理做好準備（bèi）;也可（kě）以（yǐ）將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是（shì）把零（líng）件加熱到（dào）臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上（shàng）30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一定（dìng）時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬（yìng）度,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應（yīng）力,改（gǎi）善內部組織,從而有利於切（qiē）削加（jiā）工和冷變形加工。而退（tuì）火工序方法（fǎ）有很多種,有（yǒu）球化退（tuì）火、等（děng）溫退火、完全退火、低溫退火、去（qù）應力退火等。模（mó）具零件退（tuì）火采用的是去（qù）應力（lì）退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫度,保（bǎo）溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工（gōng）藝[即將淬火後的鋼件在高於（yú）室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適（shì）當溫度,保溫一定時間,然後拿（ná）出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫（wēn）回火和低溫回火三類。

回（huí）火的目的如下。
①減少或消（xiāo）除淬火產生（shēng）的內應力（lì）,防止變形和開（kāi）裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組織,保證工件在使（shǐ）用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力（lì）學性（xìng）能,適應不同零件的需（xū）要。
(6)調（diào）質
把淬火後的（de）鋼（gāng）材通過高溫回火[淬（cuì）火+高（gāo）溫回火(加熱溫（wēn）度通（tōng）常為560~600℃)=調質,調質是淬火加（jiā）高溫回火的雙重熱處理]的（de）熱處理方法稱為調（diào）質處理,其目的是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達（dá）到（dào）38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性（xìng）能
(7)氮化
將氮(N)滲（shèn）入鋼材表（biǎo）麵的過程（chéng）稱為氮化或滲氮。滲入鋼件（jiàn）表麵的氮元素形成氮化層以提高（gāo）模具零件的硬度、耐磨性和疲勞（láo）強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性（xìng）。
滲氮有（yǒu）下列幾種。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金（jīn）元（yuán）素,處理溫度為495570℃,回（huí）火溫度為520~590,表（biǎo）麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時（shí）間為（wéi）48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮（dàn）化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度（dù）主要取決於滲氮（dàn）時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過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處理,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處（chù）理溫度為（wéi）570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方（fāng）法為鹽浴（yù）,表麵化合（hé）層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳量在0.04%~0.25%的（de）低碳（tàn）鋼鋼材(中碳（tàn）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（tǐ）)中加熱、保溫（wēn）,溫度通常（cháng）為560~600℃。滲碳（tàn）是指（zhǐ）使碳原子（zǐ）滲入到鋼表麵層的過程,使（shǐ）低碳鋼的工（gōng）件具有高碳（tàn）鋼的表麵層,然（rán）後再（zài）經過淬（cuì）火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工（gōng）件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工（gōng）件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可接近高碳鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐（nài）磨性和疲勞強度,並保持心部有低（dī）碳鋼淬火後的強韌性,使工件（jiàn）能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和（hé）拖拉機等的機械零（líng）件,如齒輪、軸、凸輪
軸（zhóu）等,也適用於製造（zào）注塑模具（jù）的零（líng）件。

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