金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介（jiè）質中加熱到適宜的溫度，並在（zài）此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改（gǎi）善工件的使用性能（néng）的一種（zhǒng）工（gōng）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（zhì）量。為（wéi）使（shǐ）金屬工件具有所需要的（de）力學性能、物理性能和化（huà）學性能,除合理選用材料和各（gè）種成型（xíng）工藝（yì）外,熱處理工藝（yì）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（rè）處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把火”隨著加熱溫（wēn）度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。

(1)時效處理（lǐ）
時效處理是指合金工件經固溶處理、冷塑性變形（xíng）或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變化（huà）的熱處理工藝（yì）。時（shí）效（xiào）處理（lǐ）分兩種
①天然時（shí）效處理:把（bǎ）鋼件或鑄（zhù）件長期（qī）(一至三（sān）年)放置（zhì）在室溫（wēn）或（huò）自然條件下,露天放在空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除精密（mì）量具或模（mó）具（jù）、零件在長期使用中尺（chǐ）寸、形狀發生的（de）變化,常在低溫回火後(低（dī）溫回火溫（wēn）度為150~250℃)精加工（gōng）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質量的處（chù）理,稱為人工時效。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（wěn）定鋼材組織和尺寸,尤（yóu）為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加（jiā）熱,使其（qí）達到此鋼材的淬火（huǒ）溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放（fàng）入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機水（shuǐ）等淬冷介質中（zhōng）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（dìng）的硬（yìng）度及耐磨（mó）性,也改（gǎi）變了鋼的某些物（wù）理及化學性質（zhì）。由於淬火（huǒ）後的零件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零件（jiàn）必須要及時經過適（shì）當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包括加（jiā）熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有（yǒu）加（jiā）熱和冷卻兩個過程。這些
過（guò）程互相（xiàng）銜接,不可間斷（duàn）。
淬火（huǒ）方法有浸液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火（huǒ）等。
模具零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進（jìn）行粗（cū）加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等（děng）。
②零件避免尖角設計,防止變形開裂
③零件（jiàn）淬火後的驗收:檢測硬度（dù）,有無軟點,有（yǒu）無變形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度（dù）以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼（gāng）材經（jīng）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（gāo）力（lì）學性能（néng）;改（gǎi）善不合理的網（wǎng）狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好準備;也（yě）可以（yǐ）將正火（huǒ）作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火（huǒ）
退（tuì）火是把零件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析（xī）鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一定時（shí）間,然後（hòu）隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加塑（sù）性和韌性,消（xiāo）除內應力,改善內部組織,從而有利於切削加工和冷變形加工（gōng）。而退火工序方法有很多種,有球化（huà）退火、等溫退火、完全（quán）退火、低溫（wēn）退（tuì）火、去應力退火等。模具零件退火（huǒ）采用的（de）是去應力退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到（dào）Ac1以下某一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫（wēn）而（ér）低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後（hòu）拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火（huǒ）分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產（chǎn）生的內應（yīng）力,防止變形和開裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組（zǔ）織,保證工件在使用時不發（fā）生形狀和尺寸（cùn）變化。
③調整力學（xué）性能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過（guò）高溫回（huí）火（huǒ）[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質（zhì）,調質是淬（cuì）火加高溫回火的雙（shuāng）重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理（lǐ）,其目的是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好（hǎo）的綜合力學性（xìng）能（néng）
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮（dàn）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（líng）件的硬度、耐磨（mó）性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗（kàng）腐蝕性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲（shèn）氦)。鋼材須含（hán）Cr、Ti、A、V、Mo等（děng）合金元素,處理溫度為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深（shēn）度（dù）為0.3mm,時間為48h,變形量（liàng）無。
②液體氮化（huà）。處（chù）理溫度為560~580℃,時（shí）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（dàn）化層不可過厚,建（jiàn）議不（bú）超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任（rèn）何鋼（gāng）鐵（tiě）材料皆可（kě）做軟氮化處理（lǐ）,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處（chù）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（gāng）含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體（tǐ）、固體)中加熱、保（bǎo）溫（wēn）,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳（tàn）鋼的工件具有高（gāo）碳鋼的表麵（miàn）層,然（rán）後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬（yìng）度和耐磨性（xìng）,而工件的中心部分仍然（rán）保持著低碳（tàn）鋼的韌性和（hé）塑性。滲碳工件的材料一（yī）般（bān）為低碳鋼或低碳合（hé）金鋼(含碳量小於（yú）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（jīng）過淬火,以得到高的表麵硬度、高的（de）耐磨性（xìng）和疲勞強度,並保（bǎo）持心部有低碳鋼淬火後（hòu）的強（qiáng）韌性（xìng）,使工件能承受沖擊載（zǎi）荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的機械零件,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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