金屬熱處理是將金屬工（gōng）件放在一定（dìng）的介質中加熱到適宜的溫度，並在（zài）此溫度中保（bǎo）持（chí）一定時間後,又以不同速度（dù）冷卻,以此（cǐ）來改善工件的使用性能的一種工藝方法。其特點是（shì）改變了鋼材的金相組織,改善工件的內在質量。為使金屬工件具有（yǒu）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（wài）,熱處理工（gōng）藝（yì）往往是必不可少的。金屬熱處理（lǐ）工藝大體可（kě）分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處（chù）理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把火”隨著加熱溫度（dù）和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。

(1)時效（xiào）處理
時效處理是指合金（jīn）工件經固溶處（chù）理、冷（lěng）塑性變形或（huò）鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置（zhì）或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時（shí）效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室溫或自然條（tiáo）件下（xià）,露（lù）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,也稱為天然時效（xiào）
②人工時效:為了消除精密（mì）量具或模具、零件在長期使用中尺寸（cùn）、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（jiàn）質量的處理,稱為人工時效。對在低溫或動（dòng）載荷條件下的鋼材構件進行時效處理（lǐ）,以消除殘（cán）餘應力,穩定鋼材組織和（hé）尺寸,尤（yóu）為重要。

(2)淬火

淬火是把（bǎ）含碳量在0.25%以上（shàng）的中碳鋼鋼材加熱,使（shǐ）其達到此鋼（gāng）材的淬火溫（wēn）度(達到臨界溫度（dù）Ac3以上),保（bǎo）溫一定（dìng）時間,然後放入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬火（huǒ）後的零（líng）件得到（dào）均勻一致的馬氏（shì）體組織,使零件達到（dào）一（yī）定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的某些物理（lǐ）及化學（xué）性質。由於淬火後的（de）零件存在著較大的內應（yīng）力,因此,淬火後的零件必（bì）須（xū）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（huò）得定的強度、彈（dàn）性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝（yì）一般包括加熱、保溫、冷卻（què）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（jiē）,不可間（jiān）斷。
淬火方法有浸（jìn）液表麵淬火、火焰表麵淬（cuì）火（huǒ）、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前（qián）,必須進行粗加工,鑽（zuàn）好工藝孔、內（nèi）模鑲件（jiàn）的螺紋孔、冷卻（què）水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬（yìng）度,有無軟點,有無變形,有（yǒu）無（wú）脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件（jiàn）加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定（dìng）時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型（xíng）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（cán）餘應力（lì）、細化（huà）晶粒,均勻組織,提高力學（xué）性能（néng）;改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終熱處（chù）理,獲得（dé）一定的力學性能。
(4)退火
退火是（shì）把零件（jiàn）加（jiā）熱到臨界變（biàn）相溫度Ac3(亞共（gòng）析鋼)以上30~50℃,或（huò）Ac1(共（gòng）析或過共析鋼)以下（xià）,保溫一定（dìng）時間,然後隨爐緩慢地（dì）冷卻,其目的（de）是降低硬度,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應（yīng）力,改（gǎi）善內部組織,從而有利於切削加工和冷變形加工。而退火工序方法有很多種,有球（qiú）化退火、等溫退火、完全（quán）退火、低（dī）溫退火、去應力退火（huǒ）等。模具零（líng）件退火（huǒ）采用的是去應力退火。
(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（shì）溫的熱 處理工藝[即將淬火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（chū）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（huí）火三類。

回（huí）火的目（mù）的（de）如下。
①減少或消除淬火產生的（de）內應力,防止變形和（hé）開裂（liè）,以（yǐ）取得預期的力學性能。
②穩定組織,保（bǎo）證工件在（zài）使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火（huǒ）後的鋼材通過高溫回火[淬（cuì）火+高溫回（huí）火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質（zhì）,調（diào）質（zhì）是淬火（huǒ）加高溫回火的雙重熱（rè）處理]的熱處理方法稱為調質處理,其目的是達到所（suǒ）需要的硬度值（zhí）(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（dàn）化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程（chéng）稱為（wéi）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模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度（dù）、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(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,表麵硬度為900~1000HV,有（yǒu）效硬化層深度為0.3mm,時（shí）間（jiān）為48h,變（biàn）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（shēn）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（ruǎn）氮化處理,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲氮。液體軟滲（shèn）氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時（shí）間為（wéi）1~3h,淬火方（fāng）法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度（dù）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（qì）體、固體)中加熱（rè）、保溫,溫度通常（cháng）為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經（jīng）過淬火和（hé）低溫回火（huǒ）,使工件的表麵層具（jù）有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持（chí）著低（dī）碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材料（liào）一般為低碳鋼（gāng）或低碳合金鋼(含（hán）碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可接近高碳鋼（gāng）。工件滲（shèn）碳後還要經過淬火,以得（dé）到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強（qiáng）韌性,使工件（jiàn）能承受沖擊載荷。滲碳工藝（yì）廣泛用於製造飛機、汽車（chē）和拖拉機等的（de）機械零件,如（rú）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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