金屬熱（rè）處理（lǐ）是將金（jīn）屬工（gōng）件放在一定的介質中加熱到適宜（yí）的溫度，並在此（cǐ）溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改善工件的使用性能的一種工藝方法。其特點是改變了鋼材的金相組織,改善工件的內在質量。為使金屬工件具（jù）有所需要的力學性能（néng）、物理性能和（hé）化（huà）學性能,除合理選用材料（liào）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（lǐ）、表麵熱處理（lǐ）、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四（sì）把火”隨著（zhe）加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝（yì）。

(1)時效處理
時效（xiào）處理是指合（hé）金工件經固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置或室溫（wēn）保持其性能、形狀、尺寸隨時間（jiān）而變化（huà）的熱（rè）處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處理（lǐ）:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室溫或（huò）自然條件下,露天放在空氣中任其風吹雨打（dǎ）日頭（tóu）曬,而發生的（de）時效現象（xiàng）,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（jīng）密量具或模具、零件在長（zhǎng）期使（shǐ）用中尺寸、形狀發生的變化,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）密製件質量的處理,稱為人工時效。對（duì）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,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬（cuì）火是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼（gāng）材（cái）的淬火溫度（dù）(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放（fàng）入冷卻（què）劑水（shuǐ）、油或其他無機鹽（yán）、有機水等淬冷（lěng）介質中快速冷卻,使（shǐ）淬（cuì）火後的零件得到均勻一致的（de）馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的某（mǒu）些物理及化學性質。由於淬火後的零件（jiàn）存在著較大的內應力,因此,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（lì）學性能。

 熱處理工藝一般包括（kuò）加熱、保溫、冷卻三個過程（chéng）,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。
淬火方法有浸液表麵淬火、火焰表麵（miàn）淬火、高頻淬火、滲碳淬火（huǒ）等。
模具零件（jiàn）淬火（huǒ）應注意事項如下。
①零件淬火前（qián）,必須進行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔（kǒng）、頂（dǐng）杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形（xíng）開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬（yìng）度,有（yǒu）無軟點,有無變形,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以上,保溫一定（dìng）時間,均溫後,在空氣中冷卻（què）(大型零件需流（liú）動空氣冷（lěng）卻)。鋼材經過正（zhèng）火處理消除零（líng）件內部（bù）過大的殘餘應（yīng）力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲（shèn）碳體組織（zhī）,為隨後的熱處理做（zuò）好準備（bèi）;也可以將正火作為最終熱處理,獲（huò）得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到臨（lín）界變（biàn）相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼（gāng）)以下,保（bǎo）溫一（yī）定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度（dù）,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應（yīng）力（lì）,改善內（nèi）部組織,從而有利（lì）於切削加工和冷變形加工。而退火工（gōng）序方法有很多種,有球化退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模具零件（jiàn）退火采用（yòng）的是去（qù）應力退（tuì）火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到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（yì）[即將淬火後的（de）鋼件在高於室溫而低於（yú）710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空（kōng）氣中緩慢（màn）地（dì）冷卻（què）]。回火分高溫回火、中（zhōng）溫回火和低（dī）溫（wēn）回火（huǒ）三類（lèi）。

回火的目的如下。
①減少或消除（chú）淬火產生的內應力,防止變形和開裂,以取（qǔ）得預期（qī）的（de）力（lì）學性能。
②穩定組織,保證工件在使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適應不同（tóng）零件的（de）需要（yào）。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫回火[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫（wēn）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28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表（biǎo）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（nài）磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕（shí）性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲（shèn）氦)。鋼（gāng）材須含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（dù）為（wéi）900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化（huà）。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一（yī）般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深（shēn）度主要取決於滲氮時（shí）間、溫度。氮化層不可過（guò）厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法（fǎ）,處理溫度（dù）為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽（yán）浴,表麵化（huà）合層硬度為900~1000V,深度為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含（hán）碳量在0.04%~0.25%的低碳鋼鋼材(中（zhōng）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）(氣體、固體)中加（jiā）熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳（tàn）是指使碳原子滲入到鋼表麵層的（de）過程,使低碳鋼的（de）工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件（jiàn）的表麵層具有（yǒu）高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著（zhe）低碳鋼的韌性和塑性（xìng）。滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小（xiǎo）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火（huǒ）,以得到高的（de）表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後（hòu）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、汽車和拖拉機等的機械零件,如（rú）齒輪、軸、凸輪
軸等,也（yě）適用於製造注塑模具的零件。

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