金屬熱處理是將（jiāng）金屬（shǔ）工（gōng）件放（fàng）在一定的介質中加熱到適宜的（de）溫度，並（bìng）在此溫度中（zhōng）保持一定時間後,又以不同速度冷卻（què）,以此（cǐ）來改（gǎi）善工件的使用（yòng）性能的一種工藝方法。其特點是改變了鋼材的（de）金相組織,改善工件的內在質量。為使（shǐ）金屬工（gōng）件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理（lǐ）選用材料和各種成（chéng）型工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱處理工藝大（dà）體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。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）變出不同的熱處理工藝。

(1)時效處（chù）理
時效（xiào）處理是（shì）指合金工件（jiàn）經固溶處理、冷塑性（xìng）變形或鑄造、鍛造後,在（zài）較高的溫度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸（cùn）隨時間（jiān）而（ér）變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然（rán）時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)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（dǎ）日（rì）頭曬,而發生的時效（xiào）現象,稱為自然時效處理,也稱（chēng）為天然時效
②人工時效:為了消除精密量具（jù）或模具、零件在長期使用中尺寸、形（xíng）狀發生的變化,常在低溫回（huí）火（huǒ）後(低溫回火（huǒ）溫度為150~250℃)精加（jiā）工前,把工件重新加熱到100~150℃C保持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（zǎi）荷條件下（xià）的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織（zhī）和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把（bǎ）含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加（jiā）熱,使其達到此鋼材的淬火溫度(達到（dào）臨界溫度Ac3以上),保（bǎo）溫一定時（shí）間,然後放入冷卻劑水（shuǐ）、油或其他無機鹽、有（yǒu）機水等淬冷介質中快速（sù）冷卻（què）,使淬火後的零件得到均勻一（yī）致的馬氏體組（zǔ）織,使零（líng）件達到一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的某些物理及化學性質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零（líng）件必（bì）須（xū）要（yào）及時經過適當的回火處理,以免產（chǎn）生變形、開裂（liè）;使淬火後的零（líng）件獲得定的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包（bāo）括加熱、保溫、冷卻三（sān）個過程,有時隻（zhī）有加熱和冷卻兩個過程。這（zhè）些
過程互相銜（xián）接,不可間斷。
淬火方法有浸液（yè）表麵淬火、火焰表麵（miàn）淬火、高頻（pín）淬火（huǒ）、滲碳淬火等（děng）。
模具零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件（jiàn）的螺紋孔、冷（lěng）卻水（shuǐ）孔（kǒng）、頂杆孔等。
②零件避（bì）免尖角設計,防止變形開裂（liè）
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（huǒ）
正火是把鋼件加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定時（shí）間,均溫後（hòu）,在空氣中（zhōng）冷卻(大型零件需（xū）流動空氣冷卻)。鋼材經過（guò）正火處理消除零件（jiàn）內部過大的殘餘（yú）應力、細化晶粒,均勻（yún）組織,提高力學（xué）性能;改善不合理（lǐ）的網狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火作為（wéi）最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到臨界變（biàn）相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或（huò）Ac1(共析或過共（gòng）析鋼)以下,保溫（wēn）一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻（què）,其目的是降低硬度,改善加工性能（néng）。增加塑性和韌性,消除（chú）內應力,改善內部組織,從而（ér）有利於切削加工（gōng）和冷變形加工。而退火工序方（fāng）法有很多種,有球化退火、等溫退火、完（wán）全退火、低（dī）溫退（tuì）火、去應力退火等。模具零件退火采用的是去應力退火。
(5)回火
回（huí）火是將淬（cuì）火（huǒ）後的鋼加熱到Ac1以（yǐ）下某一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室（shì）溫的熱 處理工藝[即將淬火後的（de）鋼件在高於室溫而低於（yú）710℃(200~300℃、300~400℃)的（de）某一適當溫度（dù）,保溫一定時（shí）間,然後（hòu）拿出在空氣中緩慢地（dì）冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除（chú）淬火產生的內應力,防止（zhǐ）變（biàn）形和開裂,以（yǐ）取得預期的力學性能。
②穩定組（zǔ）織,保證工件在（zài）使用時不發生形（xíng）狀和尺寸變化。
③調整力（lì）學性能（néng）,適（shì）應不同零件（jiàn）的需要。
(6)調質
把淬（cuì）火後的鋼材通過高（gāo）溫回火[淬火+高溫（wēn）回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調（diào）質（zhì）,調質是淬（cuì）火加高溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理,其目的（de）是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學（xué）性能
(7)氮化
將氮（dàn）(N)滲入鋼材表（biǎo）麵的（de）過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵（miàn）的氮元素形（xíng）成氮化層以提高模具零件的硬度、耐（nài）磨性和（hé）疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及（jí）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（wēn）度為495570℃,回（huí）火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化（huà）層深度為0.3mm,時間為48h,變形（xíng）量（liàng）無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化層深度（dù）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,建議不超過0.3mm,表（biǎo）麵硬度為（wéi）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,處理溫度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳（tàn）量在0.04%~0.25%的低（dī）碳鋼鋼材(中（zhōng）碳鋼含碳量（liàng）在0.25%~0.6%、高碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層（céng）的（de）過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工（gōng）件的表麵（miàn）層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼（gāng）的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般為低碳（tàn）鋼或低碳合金鋼（gāng）(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件（jiàn）表麵的化學成分（fèn）可接近高碳鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高的表麵硬度、高（gāo）的耐（nài）磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌性（xìng）,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工（gōng）藝廣泛用於（yú）製造飛機、汽車和拖拉機等（děng）的機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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