金屬熱處理是將金屬工（gōng）件放在一（yī）定的介質（zhì）中加（jiā）熱到適宜的溫度，並在此溫度中（zhōng）保（bǎo）持一定時間後,又以不（bú）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（qí）特點是改變了鋼（gāng）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（xué）性能,除合理選用材料和各種成型工（gōng）藝外,熱處理工藝往往（wǎng）是必不（bú）可少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處（chù）理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變（biàn）出不同的（de）熱（rè）處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經（jīng）固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後（hòu）,在較高的溫（wēn）度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時（shí）間而變化的熱處（chù）理工藝。時效處理分兩（liǎng）種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室溫或自然條件下,露（lù）天放在（zài）空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時效（xiào）現象,稱（chēng）為自然時效處理,也稱為天（tiān）然時效
②人工時效:為了消除（chú）精（jīng）密量具或模（mó）具（jù）、零件在長期使用中尺寸、形狀發生的變化,常在低（dī）溫（wēn）回火後(低溫回火（huǒ）溫度為150~250℃)精加（jiā）工前,把工件重新加熱到（dào）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（gōng）時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材（cái）構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組（zǔ）織和尺寸,尤（yóu）為重（chóng）要（yào）。

(2)淬火

淬火是把含碳（tàn）量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材（cái）的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放入冷（lěng）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（cuì）火後的零件得（dé）到均勻一致的馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及（jí）耐磨性,也（yě）改變了鋼的某些物理及化學（xué）性質。由於淬火後的零件存在著較大的內（nèi）應力,因此,淬火後的零（líng）件必須要及（jí）時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性（xìng）等綜合力學（xué）性能。

 熱處理工藝一（yī）般包（bāo）括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻（zhī）有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可（kě）間斷（duàn）。
淬火（huǒ）方法有浸液表麵淬火、火焰表麵淬（cuì）火（huǒ）、高頻淬火、滲（shèn）碳淬火等。
模具零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進行粗加工,鑽好工藝孔、內（nèi）模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆（gǎn）孔等。
②零件避（bì）免尖角設計（jì）,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收（shōu）:檢測硬度（dù）,有無軟點,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,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻（què）(大型零件需流動空（kōng）氣冷卻)。鋼材經過正火（huǒ）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;改善不合理的網狀滲碳體組（zǔ）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,獲得一定（dìng）的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到（dào）臨界變相溫度Ac3(亞（yà）共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共（gòng）析或過（guò）共析鋼)以下,保溫（wēn）一定時間,然後（hòu）隨爐緩慢地冷卻（què）,其目的是降低（dī）硬度,改善加工性能（néng）。增加（jiā）塑性和（hé）韌性,消除內應力,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（huà）退火、等（děng）溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模具（jù）零件退火采用的是去（qù）應力退火。
(5)回火
回（huí）火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫（wēn）度,保溫到組織轉變後（hòu）,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於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫（wēn）度,保溫一（yī）定時間,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回（huí）火分高溫回火（huǒ）、中溫（wēn）回火和低溫回火三（sān）類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內（nèi）應力,防止變（biàn）形和開裂,以取（qǔ）得預（yù）期的力學性能。
②穩定組織,保證工件在使用時不發生形狀和尺寸（cùn）變化。
③調整（zhěng）力學性能,適應不同（tóng）零件的需要。
(6)調質
把淬（cuì）火後的鋼材通過高溫回火（huǒ）[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火（huǒ）加高溫回火的雙重熱處理]的（de）熱（rè）處理方法稱為調質處理（lǐ）,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）工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化或（huò）滲氮。滲入鋼件（jiàn）表麵的（de）氮元素形成氮化層以提高模（mó）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。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元（yuán）素,處理溫度為（wéi）495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形（xíng）量無。
②液體氮（dàn）化。處理（lǐ）溫（wēn）度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化層深（shēn）度為（wéi）0.01~0.02mm,滲氮深度主要（yào）取決（jué）於滲氮時間、溫度。氮化層不（bú）可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為（wéi）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、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處（chù）理時間為（wéi）1~3h,淬火方法（fǎ）為鹽浴,表麵化合層硬（yìng）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（gāng）鋼材(中（zhōng）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（wēn）,溫度（dù）通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層（céng）的過程,使低碳鋼的工件具有高碳（tàn）鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而（ér）工件的中心部分仍然保持著低（dī）碳鋼的韌（rèn）性和塑性。滲碳工件的材料一般為低（dī）碳鋼或（huò）低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳（tàn）後,鋼件表麵的化學成分可接近高碳鋼。工件滲碳後還（hái）要經過淬（cuì）火,以（yǐ）得到高的表（biǎo）麵硬度（dù）、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心（xīn）部有低（dī）碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承（chéng）受沖（chòng）擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造（zào）飛機、汽車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的零件。

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