金屬熱處理是將金（jīn）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（shí）間後（hòu）,又（yòu）以不（bú）同速度冷卻,以此來改善工件的使用性（xìng）能的一種（zhǒng）工藝方法。其特點是改變了鋼材的金相組織,改善工件的內在質量。為使金屬工（gōng）件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局（jú）部熱（rè）處理和化學熱處理等。鋼（gāng）材（cái）熱處理的“四把火”隨著加熱溫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（chù）理
時效處（chù）理是指（zhǐ）合金工件經固溶處理、冷塑性變形或鑄造（zào）、鍛造後（hòu）,在較高的溫度下放置（zhì）或室溫保持其性能、形狀、尺（chǐ）寸（cùn）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:把鋼件或鑄件長（zhǎng）期（qī）(一至三年)放置在室溫或自然條件下,露天放在空氣（qì）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（chú）精密量具或模（mó）具、零件在長期使（shǐ）用中尺（chǐ）寸、形（xíng）狀發生的變化,常在低溫回火後(低溫回火溫（wēn）度為150~250℃)精加工前,把工件重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精（jīng）密製件質量的（de）處理,稱為（wéi）人工時效。對（duì）在低溫或動（dòng）載荷條件下的鋼材構件進行時效（xiào）處理,以消除殘（cán）餘應力,穩定（dìng）鋼材組織和尺寸,尤（yóu）為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳（tàn）量在0.25%以上的中（zhōng）碳鋼鋼材加（jiā）熱（rè）,使其達到此（cǐ）鋼材的淬（cuì）火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放入冷卻劑（jì）水（shuǐ）、油（yóu）或其他無機鹽、有機水（shuǐ）等淬冷介質中快速（sù）冷卻（què）,使淬火後的零件得到均勻一致的馬氏體組織（zhī）,使零件達到一定的（de）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（líng）件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零件（jiàn）必須要及時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得（dé）定的（de）強度、彈（dàn）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（zhī）有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷（duàn）。
淬火方法（fǎ）有浸液表麵淬火、火焰表麵淬火（huǒ）、高頻淬火、滲碳（tàn）淬火等。
模具零件淬火應（yīng）注意事項如下（xià）。
①零件淬火前,必須進行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺（luó）紋孔、冷卻水（shuǐ）孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變（biàn）形（xíng）開裂
③零件淬火後（hòu）的驗收:檢測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正（zhèng）火（huǒ）
正火是把鋼件加熱到臨界溫度以上,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)。鋼材經過正火處理消除零件內（nèi）部過大的殘餘應力、細化晶（jīng）粒,均勻組（zǔ）織,提高力學性能;改善（shàn）不合理的網（wǎng）狀滲碳體（tǐ）組（zǔ）織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將（jiāng）正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件（jiàn）加熱（rè）到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫（wēn）一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改（gǎi）善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應力,改善內部組織,從而有利於切（qiē）削加工和冷變形加工。而退火工序方法有很多種（zhǒng）,有球化退火、等溫（wēn）退火、完全退火、低溫退火、去應（yīng）力退火等。模具（jù）零件退火（huǒ）采用的是去應力退火。
(5)回火
回（huí）火是將淬火（huǒ）後的鋼加熱到Ac1以下某一（yī）溫度,保溫到（dào）組織轉變後,冷卻到室溫的（de）熱 處理（lǐ）工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫而低（dī）於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當（dāng）溫度,保溫一定時間,然（rán）後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分（fèn）高溫回（huí）火、中溫回火和低溫回火三類。

回火（huǒ）的目（mù）的如下。
①減少或（huò）消除淬火產生的內（nèi）應力,防止變形和開裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組織,保證工（gōng）件在使用時不（bú）發生形狀和尺寸（cùn）變化。
③調整力學性能,適應不（bú）同零件的需要。
(6)調質
把淬（cuì）火後的鋼材通過高溫回火[淬火+高溫回火(加熱溫度通（tōng）常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理,其目的是達到所需（xū）要的硬度值(一般是（shì）28~32HRC,有的（de）達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼（gāng）材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼（gāng）件表麵的（de）氮元素形成氮化層以提高（gāo）模（mó）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（xìng）。
滲（shèn）氮有下列幾種（zhǒng）。
①氣體（tǐ）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液體氮化。處理溫度為（wéi）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（dàn）時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度（dù）為900~1000HV
③軟氮化（huà）。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（shì）無毒處理法,處理溫（wēn）度（dù）為570~580℃,處理時間為（wéi）1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵（miàn）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（zài）0.04%~0.25%的低碳鋼（gāng）鋼材(中碳鋼含碳量在0.25%~0.6%、高碳（tàn）鋼含碳量在0.6%~1.35%)零（líng）件,在碳介（jiè）質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲（shèn）碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼（gāng）的表麵（miàn）層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高（gāo）硬（yìng）度和耐磨（mó）性,而（ér）工件（jiàn）的中心部（bù）分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般為（wéi）低碳鋼或低碳合（hé）金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼（gāng）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,以得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持（chí）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（yì）廣泛用於製造飛機、汽車（chē）和拖（tuō）拉機等的機械零（líng）件（jiàn）,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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