金屬熱處理是將金屬工件放在一（yī）定（dìng）的介質中加熱到適宜的溫（wēn）度，並（bìng）在此溫度（dù）中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改（gǎi）善工件的使用性能的（de）一種工（gōng）藝方法。其特點是改（gǎi）變了鋼材的金相組織,改善工（gōng）件的內在質量。為使金屬工件（jiàn）具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成型（xíng）工藝（yì）外,熱處理工（gōng）藝往往是必不可（kě）少的（de）。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理（lǐ）、局部熱處理和化學熱處理等（děng）。鋼材熱處理的“四把火”隨著（zhe）加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同（tóng）的（de）熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金（jīn）工件經固溶處理、冷塑性變形（xíng）或（huò）鑄造、鍛造後,在（zài）較高（gāo）的溫度（dù）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（lǐ）工藝。時效處理分（fèn）兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在（zài）室溫或自然條件下,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（wéi）天然（rán）時效
②人工時效:為了消除精密量具或模具、零件在長期（qī）使用中尺（chǐ）寸、形狀發生的變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度為150~250℃)精加工前,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,稱為人工時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構（gòu）件進行時效處（chù）理,以消除殘餘應力,穩（wěn）定鋼材（cái）組（zǔ）織（zhī）和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上（shàng）的中碳鋼鋼材加熱（rè）,使其達到（dào）此鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以（yǐ）上),保溫一定時間,然後放入冷卻劑水、油或其他無機鹽（yán）、有機水等淬（cuì）冷介質中快速冷卻,使淬（cuì）火後的零件（jiàn）得到均勻一致的馬氏體組織,使零件（jiàn）達（dá）到一定的硬（yìng）度及耐磨性,也改變了鋼（gāng）的某（mǒu）些物理（lǐ）及化學性質。由於淬火後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（jí）時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件（jiàn）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（sān）個過程,有時隻有（yǒu）加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜（xián）接,不可（kě）間（jiān）斷。
淬火方法有浸液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻（pín）淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬（cuì）火應注意事項（xiàng）如下。
①零件淬火前,必須進行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件（jiàn）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（ruǎn）點,有無變形,有（yǒu）無脫碳等（děng）缺陷存在。
(3)正火（huǒ）
正火是把鋼（gāng）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（xū）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（lì）,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀（zhuàng）滲碳體組（zǔ）織,為隨後（hòu）的熱處理做好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的（de）力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到臨界變相溫（wēn）度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共（gòng）析或過共析鋼（gāng）)以下,保溫（wēn）一定時間,然後隨爐緩慢地（dì）冷卻,其目的是降低硬度,改善加（jiā）工性能。增加塑性和（hé）韌性,消除內應力,改善（shàn）內部組織,從而有利於切削加工和（hé）冷變形（xíng）加工。而退火工序方法有很多種,有球化（huà）退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模具零件退火采用的是（shì）去應力退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下（xià）某一溫度（dù）,保（bǎo）溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理（lǐ）工藝（yì）[即（jí）將淬火（huǒ）後的（de）鋼件（jiàn）在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫（wēn）一定時間,然後拿出在（zài）空氣中（zhōng）緩慢地冷卻]。回火（huǒ）分高溫回火、中溫（wēn）回火和低溫回火三類。

回火（huǒ）的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力,防止變形和開裂,以取（qǔ）得預期的力學性能。
②穩（wěn）定組織,保（bǎo）證工件（jiàn）在使用時不發生形狀（zhuàng）和尺（chǐ）寸變化。
③調整（zhěng）力學性（xìng）能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼（gāng）材通過高溫回火[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質（zhì）是淬火加高溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法（fǎ）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（gōng）件具有良好的綜合力學性能（néng）
(7)氮化（huà）
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮（dàn）。滲入鋼件表（biǎo）麵的氮元素形成氮化層以提高模具零件（jiàn）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（liè）幾種（zhǒng）。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元（yuán）素,處理溫度為495570℃,回（huí）火（huǒ）溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬（yìng）化層深度為0.3mm,時間為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（jiàn）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。氮化層不（bú）可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟（ruǎn）氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫（wēn）度為570~580℃,處理時間為（wéi）1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵（miàn）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%的低碳鋼鋼材(中（zhōng）碳鋼含碳量在0.25%~0.6%、高碳（tàn）鋼含碳（tàn）量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加熱（rè）、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過程,使低碳鋼的工件具（jù）有高碳鋼的表麵層,然後（hòu）再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵（miàn）層具有（yǒu）高硬度和耐磨（mó）性,而工（gōng）件的中心部分仍然保（bǎo）持著低碳鋼的（de）韌性和塑性。滲碳工（gōng）件的材料一般為（wéi）低碳鋼或低碳（tàn）合金鋼(含（hán）碳量小於0.25%)。滲碳（tàn）後,鋼件表麵的（de）化學成分可（kě）接近（jìn）高（gāo）碳鋼。工件（jiàn）滲碳後（hòu）還要經過淬（cuì）火,以得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心（xīn）部（bù）有低碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖擊（jī）載荷。滲碳工藝廣泛（fàn）用於製造（zào）飛機、汽車和（hé）拖拉機等的（de）機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用（yòng）於製造注塑模具的零件。

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