金屬（shǔ）熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到（dào）適宜的溫度，並在此溫度中保持一（yī）定時間後,又以不同速度冷卻,以（yǐ）此來改善工件的使（shǐ）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（shǔ）工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選（xuǎn）用（yòng）材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往是必不可（kě）少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把（bǎ）火”隨著加（jiā）熱溫度和冷卻方式的不同,又演變（biàn）出不同的（de）熱處理（lǐ）工藝。

(1)時效處理
時效（xiào）處理是指合金工件經固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後（hòu）,在較高的溫度下放置或室溫保持其性能（néng）、形狀、尺（chǐ）寸隨時間而變化的熱處理（lǐ）工藝。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)放置在室溫或自然條件下,露天放在空氣中任其風吹（chuī）雨打日頭曬,而（ér）發生的時效現（xiàn）象,稱為自然時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除精密量具或模具（jù）、零件在長期使用中尺寸（cùn）、形狀發生的變化,常（cháng）在低溫回火（huǒ）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（wěn）定精密製件質量的處理,稱（chēng）為人工時（shí）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,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使（shǐ）其達（dá）到此（cǐ）鋼材的淬（cuì）火溫（wēn）度（dù）(達到臨界（jiè）溫度Ac3以上),保溫一（yī）定時間,然後放入冷卻劑水、油（yóu）或其他（tā）無機鹽、有機水等淬冷介質中（zhōng）快速冷卻,使淬火（huǒ）後的零件得到均勻一致的馬氏體組織,使零（líng）件達（dá）到一定的硬度及耐磨性,也改（gǎi）變了鋼的某（mǒu）些物（wù）理及化學性（xìng）質。由於淬火後的零件存在著（zhe）較大的（de）內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處（chù）理,以免產生變形、開（kāi）裂;使淬火後的零件獲（huò）得定的強度、彈性和韌性（xìng）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個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方（fāng）法有浸液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻淬（cuì）火、滲碳淬火等（děng）。
模具（jù）零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進行粗加工（gōng）,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防（fáng）止變形開裂
③零（líng）件淬火後的驗收:檢測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷（xiàn）存在。
(3)正火
正火是把鋼（gāng）件加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大（dà）型零件需流動（dòng）空氣冷卻)。鋼材經過（guò）正火處理消除零件（jiàn）內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改（gǎi）善不合理的網狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火作為最（zuì）終熱處理,獲（huò）得一定的（de）力學性能。
(4)退火
退火是（shì）把零件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下（xià）,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷（lěng）卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。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（jiā）工。而退火工序方法有很多種,有球化退（tuì）火、等溫退火（huǒ）、完全退火、低溫退火、去（qù）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（shì）將（jiāng）淬火後的（de）鋼加熱到Ac1以下某（mǒu）一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到（dào）室（shì）溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫（wēn）而（ér）低（dī）於710℃(200~300℃、300~400℃)的某（mǒu）一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空氣中緩慢（màn）地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的（de）如下。
①減少或消（xiāo）除淬火（huǒ）產生的內應力,防止變形和開裂,以取得預（yù）期的力學性（xìng）能。
②穩定組織（zhī）,保證工件在使（shǐ）用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適（shì）應不同零件的需要。
(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（diào）質是淬火加高溫回火的（de）雙重熱處理]的熱（rè）處理方法稱為（wéi）調（diào）質處理,其目的是達到所需要（yào）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（dàn）(N)滲入鋼材（cái）表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮（dàn）元素形成氮化（huà）層以提高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強（qiáng）度、紅硬（yìng）性、抗咬（yǎo）合性及抗腐蝕性（xìng）。
滲氮有下列幾種。
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℃,回火溫度為520~590,表（biǎo）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。處理溫度為560~580℃,時間為（wéi）2~3h,一般零（líng）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。氮化（huà）層不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度（dù）為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材（cái）料皆可做軟氮化處（chù）理,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,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（dù）為900~1000V,深（shēn）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%、高碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指（zhǐ）使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使（shǐ）低碳鋼的工件具有高碳（tàn）鋼的表（biǎo）麵（miàn）層,然後再經過淬火和低溫回（huí）火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨（mó）性（xìng）,而工件的中心部分仍然保持著低碳（tàn）鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成（chéng）分可接近高碳鋼。工件滲碳後還（hái）要經過淬火,以得到高的表麵硬度（dù）、高（gāo）的耐磨（mó）性（xìng）和（hé）疲勞強度（dù）,並保持心部有低碳（tàn）鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛（fàn）用於製造飛機、汽車（chē）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（jù）的零件。

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