金屬熱處理（lǐ）是將金屬工件放在（zài）一定的介質中加熱到適宜的溫度，並（bìng）在此溫度中保持一（yī）定時間後,又以不同速度冷卻,以（yǐ）此（cǐ）來改善工件的使用（yòng）性能（néng）的一種工藝方法。其特點是改變了鋼材的金相組（zǔ）織,改善工件的內在質量。為使金（jīn）屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化（huà）學性（xìng）能,除合理選用（yòng）材（cái）料和各種成型工藝（yì）外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱（rè）處理工藝大體可分為整體（tǐ）熱處理（lǐ）、表（biǎo）麵熱（rè）處理、局部（bù）熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的（de）“四把火”隨著加熱（rè）溫度和冷卻方式的不同,又演變（biàn）出不同的熱處理工藝。

(1)時效處理
時（shí）效處理是指合金（jīn）工件經固溶處理、冷塑性變形（xíng）或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置或室溫（wēn）保持其（qí）性能、形狀（zhuàng）、尺寸隨時間而變化的熱（rè）處理工藝。時效（xiào）處理分兩種
①天然時（shí）效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年（nián）)放置在室溫或自然條（tiáo）件下,露天放（fàng）在空氣（qì）中任其（qí）風吹（chuī）雨打（dǎ）日頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時效處理（lǐ）,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除精密量具或（huò）模具、零件在長期使用（yòng）中尺寸、形狀（zhuàng）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（gōng）件重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種（zhǒng）為穩定精密製件質（zhì）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件進行時效處理,以消除殘（cán）餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要（yào）。

(2)淬（cuì）火

淬火是把含碳量在0.25%以上（shàng）的中碳（tàn）鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放（fàng）入冷卻劑水、油或其他無（wú）機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻（què）,使淬火後的（de）零（líng）件得到均勻一致的馬氏體組織,使零件達（dá）到一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的某些物理及（jí）化學性質。由於淬火後的零件存在（zài）著較大的內應力,因此,淬火後的（de）零件必（bì）須要及時經過（guò）適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零（líng）件獲得定的強度、彈性和（hé）韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包括加（jiā）熱、保（bǎo）溫、冷卻三個過（guò）程,有時隻有加熱和冷卻（què）兩個過（guò）程。這些
過（guò）程互相銜（xián）接,不可間斷。
淬火方法有浸（jìn）液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬火應（yīng）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（mó）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（xíng）開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷存在（zài）。
(3)正火
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（què）(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼（gāng）材（cái）經過正火處理（lǐ）消除零件內部過大的（de）殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網（wǎng）狀滲碳體組織,為隨後（hòu）的熱處理做好準備;也可以（yǐ）將正火（huǒ）作為最終熱處理（lǐ）,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱（rè）到臨界變相溫度Ac3(亞共析（xī）鋼)以上30~50℃,或（huò）Ac1(共析（xī）或（huò）過共析鋼)以（yǐ）下,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加（jiā）塑性和韌（rèn）性,消除內應力,改善內部組織,從（cóng）而有利於切削加工和冷變形加工。而退火（huǒ）工序方法有很多種,有球化退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、去（qù）應力退火等。模具零（líng）件退火采用的（de）是去應力（lì）退（tuì）火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼（gāng）加（jiā）熱到Ac1以下某一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室（shì）溫的熱 處理工藝[即將淬火（huǒ）後的鋼件在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空氣（qì）中緩慢地（dì）冷卻]。回（huí）火分高溫回火、中溫回火和（hé）低（dī）溫（wēn）回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力,防（fáng）止變形和開（kāi）裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組織,保證工件在使（shǐ）用時不發生形狀和尺（chǐ）寸變化。
③調整力學性能,適（shì）應不同零件的需要。
(6)調（diào）質
把淬火後的鋼材通過高溫回火[淬火+高溫（wēn）回火(加熱（rè）溫度通常（cháng）為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫（wēn）回火的雙重熱處（chù）理]的熱處理方法稱為（wéi）調質處（chù）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（shǐ）工件具有良（liáng）好的綜合（hé）力學性能（néng）
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮（dàn）化或滲氮。滲入鋼件表（biǎo）麵的氮元素形成氮化層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。
滲氮有下列幾種（zhǒng）。
①氣體氮化（huà）(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為495570℃,回火（huǒ）溫度（dù）為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度（dù）為0.3mm,時間為48h,變形量無（wú）。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間為（wéi）2~3h,一（yī）般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度（dù）主要取決（jué）於滲氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過（guò）0.3mm,表麵（miàn）硬（yìng）度為900~1000HV
③軟氮化（huà）。任何鋼鐵材（cái）料皆可做軟（ruǎn）氮化處理,可分為（wéi）液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫（wēn）度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳量（liàng）在0.04%~0.25%的（de）低碳鋼鋼材（cái）(中碳鋼含碳量在0.25%~0.6%、高（gāo）碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質（zhì）(氣體（tǐ）、固體)中加熱、保溫（wēn）,溫（wēn）度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到（dào）鋼表麵層（céng）的過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和（hé）低溫回火,使工件（jiàn）的表麵層具有高硬度（dù）和耐磨性,而工件的（de）中（zhōng）心（xīn）部分仍然保持著（zhe）低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的（de）材料（liào）一般為低碳（tàn）鋼或低（dī）碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學（xué）成分可接近高碳鋼。工（gōng）件滲碳後還要經過淬火,以得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐（nài）磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼（gāng）淬火後的強韌性,使（shǐ）工件能（néng）承受沖擊（jī）載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和（hé）拖（tuō）拉機等的機械零件,如齒輪、軸（zhóu）、凸輪
軸等,也適用於製（zhì）造注塑（sù）模具（jù）的零件。

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