金屬熱處理是將（jiāng）金屬工件放在（zài）一定的介質中加熱（rè）到適宜的溫（wēn）度（dù），並在（zài）此溫度中保持（chí）一定時（shí）間後,又以不同速度冷卻,以此（cǐ）來改善工件（jiàn）的使用性能的一種工藝方（fāng）法。其特點是改變了鋼材的金相（xiàng）組織,改善工件的內在質量。為使金屬工件（jiàn）具有所需要的力學（xué）性能、物理（lǐ）性能和化學性能,除合理選用材料和各種成型工藝外,熱處（chù）理工藝往往是必不可少的（de）。金屬熱處理工藝大體可（kě）分為整體熱處理、表（biǎo）麵（miàn）熱處理、局部熱處理和化學熱（rè）處理等。鋼材熱處理的“四（sì）把火”隨著加熱（rè）溫（wēn）度和冷卻方式的不同,又演變出（chū）不同的熱處理工藝（yì）。

(1)時（shí）效處理
時效（xiào）處理是（shì）指合金工件經固（gù）溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫（wēn）度（dù）下（xià）放置或室（shì）溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變（biàn）化的熱（rè）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（jiàn）長期(一至三年)放置在室溫（wēn）或自然條件下,露天放在空氣中（zhōng）任其風吹雨打日頭（tóu）曬,而發（fā）生的時效現象,稱為自（zì）然時效處理,也稱為天然（rán）時效
②人工時效:為了消除精密量具或模具、零件在（zài）長期使用中（zhōng）尺寸、形狀發生（shēng）的變化,常（cháng）在低溫回火後(低溫回火溫度為150~250℃)精加工前,把工件（jiàn）重（chóng）新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製件質量的處（chù）理,稱（chēng）為人工時效。對（duì）在低（dī）溫或動載荷（hé）條件下的鋼材構件（jiàn）進行時（shí）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

淬火是把含（hán）碳量在0.25%以上的中（zhōng）碳鋼鋼材加熱,使其達到此（cǐ）鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保（bǎo）溫一定時間,然後放入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機（jī）水等淬冷介質中（zhōng）快速冷卻,使淬火後的零件得到（dào）均勻一（yī）致的馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及耐磨性,也（yě）改變了鋼的某些物理及化學性（xìng）質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力（lì）,因（yīn）此,淬火後的零件必須要及時經過適當的（de）回火處理,以免產生變形（xíng）、開（kāi）裂（liè）;使（shǐ）淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性等綜合（hé）力學性能。

 熱處理工藝一般包括加熱、保（bǎo）溫（wēn）、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷（lěng）卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有（yǒu）浸液表麵淬（cuì）火、火焰表麵（miàn）淬火、高頻（pín）淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬火（huǒ）應注意事項如下。
①零件淬火前,必須（xū）進行粗（cū）加工,鑽好工藝孔、內模鑲件（jiàn）的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢（jiǎn）測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷（xiàn）存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均（jun1）溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空氣冷卻（què）)。鋼材經（jīng）過正（zhèng）火（huǒ）處理消除零件內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網（wǎng）狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好（hǎo）準備;也可以將（jiāng）正火作（zuò）為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是（shì）把零件（jiàn）加熱到臨界變相（xiàng）溫度Ac3(亞共（gòng）析鋼（gāng）)以上30~50℃,或Ac1(共析或（huò）過共析鋼)以下（xià）,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能（néng）。增加塑性和韌性,消除內應力,改善內部組織（zhī）,從而有利於切削加工和冷變形（xíng）加工。而退火工序方法有很多種（zhǒng）,有球（qiú）化退火（huǒ）、等溫退火、完全退（tuì）火、低溫退火、去應力退火等（děng）。模具零（líng）件退火采（cǎi）用的（de）是去應力退火。
(5)回火
回火（huǒ）是將淬（cuì）火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫度,保溫（wēn）到組織（zhī）轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將（jiāng）淬（cuì）火後的鋼件在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的（de）某一適當溫度,保溫一定時間,然（rán）後拿出在空氣中緩慢（màn）地（dì）冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫（wēn）回火三類。

回火的目的（de）如下。
①減（jiǎn）少或消除淬（cuì）火產（chǎn）生的內（nèi）應力,防止變形（xíng）和開裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組織,保證工件（jiàn）在使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調（diào）整力學性能,適（shì）應（yīng）不同（tóng）零件的需要。
(6)調質
把淬火後（hòu）的鋼材通（tōng）過高（gāo）溫回（huí）火[淬火+高溫回火(加熱溫度通（tōng）常為560~600℃)=調質,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（jù）有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形成氮化層以提高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性。
滲氮有下列（liè）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495570℃,回火溫度為（wéi）520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時（shí）間為（wéi）48h,變形（xíng）量無。
②液體氮化。處理溫度（dù）為560~580℃,時間為2~3h,一般零（líng）件（jiàn）的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮（dàn）深度主要取（qǔ）決於滲氮（dàn）時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過（guò）0.3mm,表麵（miàn）硬度（dù）為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可（kě）做軟氮化處理,可（kě）分為液體、氣（qì）體軟滲氮。液體軟滲氮是（shì）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0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳（tàn）是把含碳量在0.04%~0.25%的低碳鋼鋼材(中碳鋼含碳量在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（tǐ）)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的（de）過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼（gāng）的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和（hé）耐磨性（xìng）,而工件的中心部分仍然保持著（zhe）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（tàn）合金鋼(含碳量（liàng）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（cuì）火,以得到高的表麵硬（yìng）度、高的耐磨性和疲勞（láo）強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣（guǎng）泛用於製造飛機（jī）、汽車和拖拉機等的（de）機械（xiè）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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