金屬（shǔ）熱處理是將金屬工件放在一定的介質中（zhōng）加熱到適宜的（de）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（shàn）工件（jiàn）的（de）使用性能（néng）的一種工藝方法。其特點是改變了（le）鋼材的金相組織,改善（shàn）工件的內在（zài）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（xuǎn）用材料和各種成型（xíng）工藝外,熱（rè）處（chù）理工藝往往是必不可少（shǎo）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（chù）理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把（bǎ）火（huǒ）”隨著（zhe）加熱溫度和冷卻方式的不同（tóng）,又演變出不（bú）同的熱處理工（gōng）藝（yì）。

(1)時效處理
時效（xiào）處理是指合金工件經固（gù）溶（róng）處理、冷塑性變形或鑄造、鍛（duàn）造後,在較高的溫度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處（chù）理工藝。時效處理分（fèn）兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄（zhù）件長期(一至三年)放置在室溫（wēn）或自然條件（jiàn）下,露（lù）天放在空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生（shēng）的時效現象,稱為自然時效處理,也稱（chēng）為天然時效
②人工時效:為了消除精密量具（jù）或模具、零（líng）件在長期使用中尺寸、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（jiā）工前,把工件重（chóng）新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製（zhì）件質量的處理,稱為人工時效（xiào）。對在低溫或動載荷條（tiáo）件下的鋼材構件進（jìn）行時效處理（lǐ）,以（yǐ）消除殘餘（yú）應力,穩定鋼（gāng）材組織和尺寸,尤為重要（yào）。

(2)淬火（huǒ）

淬火是把含碳量在0.25%以上的（de）中（zhōng）碳鋼（gāng）鋼材加熱,使其達（dá）到此鋼材的淬火溫（wēn）度(達到臨界溫度Ac3以（yǐ）上),保溫一定時間,然後放入冷卻劑（jì）水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快（kuài）速冷卻,使淬火後的零件（jiàn）得到均勻（yún）一致的馬氏體組（zǔ）織,使零件達到一定（dìng）的硬度及耐磨性,也（yě）改變了鋼的某些（xiē）物理及化學性質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零件必須要及時（shí）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）定的強度（dù）、彈性和韌性（xìng）等綜合力學性能。

 熱處理（lǐ）工藝（yì）一般包括加（jiā）熱（rè）、保溫、冷卻三個過（guò）程,有時隻有加熱和冷卻兩個過程。這（zhè）些
過程互相銜接（jiē）,不可間斷。
淬火方法有（yǒu）浸（jìn）液表麵淬火、火焰表麵淬（cuì）火（huǒ）、高頻淬（cuì）火、滲（shèn）碳（tàn）淬火等（děng）。
模具（jù）零件（jiàn）淬火應注（zhù）意事項如下。
①零件淬火（huǒ）前,必須進行粗加（jiā）工,鑽好工藝孔、內模鑲件（jiàn）的螺紋（wén）孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計（jì）,防止變形開裂
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（děng）缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空氣冷（lěng）卻)。鋼材經過正火（huǒ）處理消除零件內部過大的殘餘應力、細化（huà）晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲碳體組織,為隨（suí）後的熱處理做好準備（bèi）;也可以（yǐ）將正火作為最終熱處理,獲得一（yī）定的力學性能。
(4)退（tuì）火
退火是把零（líng）件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析（xī）或過共析鋼)以下,保溫一定時間,然後隨爐（lú）緩慢地冷（lěng）卻,其（qí）目的是降低硬度,改善（shàn）加工性能。增加塑性和韌性,消除內應（yīng）力,改善內部組織,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,有球化退火、等溫退火、完（wán）全退火、低溫退火、去應力退火等。模具零件退火（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（wēn）度,保（bǎo）溫（wēn）到（dào）組織轉（zhuǎn）變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫而低（dī）於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空氣中緩慢地（dì）冷（lěng）卻]。回火分高溫回火、中溫回火和（hé）低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產（chǎn）生的內應力,防止變形和開裂,以取得預（yù）期的（de）力學性能。
②穩定組織,保證工件在使用時（shí）不發生形狀（zhuàng）和尺寸變化。
③調整力學性能,適應（yīng）不（bú）同零件的需要（yào）。
(6)調質（zhì）
把淬火後的鋼材通過高溫（wēn）回火[淬火+高溫回火(加熱溫（wēn）度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高（gāo）溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱為調（diào）質處理,其目的是達到所需要的（de）硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有（yǒu）良好的（de）綜合（hé）力學性能
(7)氮化（huà）
將氮(N)滲入鋼材（cái）表麵的過程（chéng）稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形成氮化（huà）層以（yǐ）提高模具零（líng）件的硬（yìng）度（dù）、耐（nài）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。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材（cái）須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金（jīn）元（yuán）素,處理溫度為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬（yìng）度為900~1000HV,有（yǒu）效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間（jiān）為2~3h,一般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要（yào）取（qǔ）決於（yú）滲氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料（liào）皆可做（zuò）軟氮化處理,可分為液體、氣體軟滲（shèn）氮。液體軟滲氮是（shì）無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間（jiān）為1~3h,淬火方法（fǎ）為（wéi）鹽浴,表麵化合層硬（yìng）度為900~1000V,深度為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳量在0.04%~0.25%的低碳（tàn）鋼鋼材(中碳鋼含碳量在0.25%~0.6%、高碳（tàn）鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在（zài）碳介質(氣體、固體（tǐ）)中加（jiā）熱、保溫,溫度通常為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,然後再經過（guò）淬火和低溫回火,使工件（jiàn）的表麵層具有高（gāo）硬度（dù）和耐磨性,而工件的（de）中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材（cái）料一般為低碳鋼（gāng）或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化（huà）學成分可接近高碳鋼。工件滲（shèn）碳後還要經過淬火,以得到高的表麵（miàn）硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低（dī）碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖（chòng）擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛（fēi）機、汽車和拖拉機等的機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等（děng）,也適用（yòng）於製（zhì）造注塑模具的零（líng）件。

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