金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加（jiā）熱到適宜的溫度，並在此溫度中保持一定時間後（hòu）,又以不同速度冷卻,以此（cǐ）來改善工（gōng）件的使用性（xìng）能的一種工藝方法。其（qí）特點是改變了鋼材（cái）的金相組織,改（gǎi）善工件的內在質（zhì）量。為使金屬工件（jiàn）具有（yǒu）所需要的力學性能、物理性能和（hé）化（huà）學性能,除（chú）合理選用材料（liào）和各種成型工藝外,熱處理工藝往（wǎng）往是必不可少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部（bù）熱（rè）處理和化學熱處理等。鋼材（cái）熱處理的“四把火”隨著加熱溫度和（hé）冷卻方（fāng）式的不（bú）同（tóng）,又演變出不同的熱處理（lǐ）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（xíng）或鑄造、鍛造後,在（zài）較高的溫（wēn）度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工（gōng）藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把（bǎ）鋼件或鑄件長期(一至三年)放（fàng）置在室溫或自然條件下,露天放在空氣中任其風吹雨打日（rì）頭曬,而發生的時效現象,稱（chēng）為自然時效處理,也（yě）稱為天然時效（xiào）
②人工時效:為了消除（chú）精密量具或模具、零件在長期使用（yòng）中尺寸、形狀發生的變化,常（cháng）在低溫回火後(低溫回火溫度（dù）為150~250℃)精加工（gōng）前,把工件重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種（zhǒng）為穩定精密製件質量的處理,稱為人（rén）工時效。對在低溫或動（dòng）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（hé）尺（chǐ）寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含（hán）碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱（rè）,使其達到此（cǐ）鋼材的淬火（huǒ）溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放入冷卻（què）劑水（shuǐ）、油（yóu）或其他無機鹽、有（yǒu）機水等淬冷（lěng）介質中（zhōng）快速冷卻,使淬火後的零件得到均勻一致（zhì）的馬氏體組（zǔ）織,使零件達到（dào）一定的硬（yìng）度及耐磨性,也改變了鋼的某些物（wù）理及化（huà）學性（xìng）質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因（yīn）此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理,以免產生（shēng）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熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷卻兩（liǎng）個過程。這些
過程（chéng）互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表麵淬火、火（huǒ）焰表（biǎo）麵淬火、高頻淬火、滲（shèn）碳淬火等（děng）。
模具零（líng）件淬火應注意事項如下。
①零件淬火（huǒ）前,必須進行（háng）粗加工,鑽好（hǎo）工（gōng）藝孔、內模鑲件的螺紋孔（kǒng）、冷卻水孔、頂杆孔等（děng）。
②零件避免尖（jiān）角設計,防止變（biàn）形開裂
③零件淬火後（hòu）的驗收:檢測硬度,有無軟點（diǎn）,有無變形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火（huǒ）是把鋼（gāng）件加（jiā）熱到臨界溫（wēn）度以上,保溫一定時間,均溫後,在空（kōng）氣中冷卻(大型零件（jiàn）需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除（chú）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（néng）;改（gǎi）善不合理的網狀滲碳體組織,為隨後的（de）熱處理做好準備;也可以將正火作為最終熱處（chù）理,獲得一定的力學性能。
(4)退火（huǒ）
退火是把零件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析（xī）鋼)以下,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降（jiàng）低（dī）硬（yìng）度,改（gǎi）善加工（gōng）性能。增加塑性和（hé）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加工（gōng）。而退火工序方法（fǎ）有（yǒu）很多（duō）種,有球化退火、等溫退火、完全（quán）退火、低溫退火、去應力退火等。模具零件退火采用的是去應（yīng）力退火。
(5)回火
回火是將淬火後（hòu）的鋼加熱到Ac1以下某一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到（dào）室溫（wēn）的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時（shí）間,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回（huí）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（shǎo）或消除淬火產生的內應力,防（fáng）止變（biàn）形和開裂,以取得（dé）預期（qī）的力學性能。
②穩定（dìng）組（zǔ）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（xìng）能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通（tōng）過高溫回火[淬火+高溫回火(加（jiā）熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理]的熱處（chù）理（lǐ）方法稱為（wéi）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),使工件具有良好的綜（zōng）合力學性能
(7)氮化
將（jiāng）氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為（wéi）氮化或（huò）滲氮。滲（shèn）入鋼件表麵（miàn）的氮元素形成（chéng）氮化層（céng）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（shèn）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495570℃,回（huí）火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效（xiào）硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液（yè）體氮化。處理溫（wēn）度為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（jiān）、溫度。氮（dàn）化層不可過厚,建議不（bú）超（chāo）過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮（dàn）化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為（wéi）液體、氣體（tǐ）軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法（fǎ）,處理溫度為570~580℃,處（chù）理時（shí）間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為（wéi）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（gāng）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（zhì）(氣（qì）體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲（shèn）碳是指（zhǐ）使碳原（yuán）子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具（jù）有高（gāo）碳鋼的（de）表麵層,然（rán）後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分（fèn）仍然保持著低碳鋼的（de）韌（rèn）性和塑性。滲碳工件（jiàn）的材料一（yī）般為低碳鋼或低碳合金（jīn）鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可（kě）接近高碳鋼。工件（jiàn）滲碳後還要經過淬火,以得到高（gāo）的表麵（miàn）硬度、高的耐磨（mó）性和疲勞強度,並保持心部（bù）有低碳鋼淬火後的強韌性（xìng）,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機（jī）等的機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於（yú）製造注塑模具的零件。

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