金屬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（zhōng）保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改善工件的使用性能的一種工藝方法。其特（tè）點是改變了鋼材的金（jīn）相組織,改善工件的內在質量。為（wéi）使金屬工件具有所需要的力學性能（néng）、物理性能（néng）和化學性能,除合理選用材（cái）料和各種成型工（gōng）藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱（rè）處理工藝（yì）大體可分為整體熱處理（lǐ）、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的（de）不同,又演變出（chū）不同的熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固溶處理、冷塑性（xìng）變形或鑄造、鍛（duàn）造（zào）後,在較高的溫度下放置或室溫保持其（qí）性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理（lǐ）分兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件長（zhǎng）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
②人工時效:為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形（xíng）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,這種為穩定精密製（zhì）件（jiàn）質量的處理,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（chù）理,以消（xiāo）除殘餘（yú）應力（lì）,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把（bǎ）含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到（dào）此鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫（wēn）一定時間,然後（hòu）放入冷卻劑水、油或其他無機鹽（yán）、有機水等（děng）淬冷介質中快（kuài）速冷卻（què）,使淬火後的零（líng）件得到均勻一致的馬氏體組織,使（shǐ）零件達到一定的（de）硬度及耐（nài）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著較大的內應力,因此,淬火後（hòu）的零件必須要及（jí）時經過適當的回火處（chù）理,以免（miǎn）產生（shēng）變形、開裂;使淬（cuì）火後的零件獲得定的強度、彈性（xìng）和韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有加（jiā）熱和冷卻（què）兩個過程。這些
過程互相銜（xián）接,不可間（jiān）斷。
淬火方法有浸液表麵淬火（huǒ）、火焰表麵（miàn）淬火、高頻淬火（huǒ）、滲（shèn）碳淬火（huǒ）等（děng）。
模具零件淬（cuì）火應注意事項如下。
①零件淬（cuì）火前,必須進行粗加工,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,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測（cè）硬（yìng）度,有無軟點,有（yǒu）無變形,有無脫碳等缺陷存在（zài）。
(3)正火（huǒ）
正火（huǒ）是把鋼件加熱到臨界（jiè）溫度以上,保溫一（yī）定時間,均溫後,在空氣中（zhōng）冷卻(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除零件（jiàn）內部過大的（de）殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提（tí）高力學（xué）性（xìng）能;改善不合理的網狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好（hǎo）準備;也（yě）可以將正火作為最終熱處理（lǐ）,獲得一定的力學性能。
(4)退（tuì）火
退（tuì）火是把零（líng）件加熱到臨界變相溫（wēn）度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或（huò）過共析鋼（gāng）)以（yǐ）下,保溫一（yī）定時間,然後（hòu）隨爐緩慢地冷卻,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（yīng）力,改善內部組織,從而（ér）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（huǒ）、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模具零件退火采用的是去應力退火。
(5)回火
回火是將淬（cuì）火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室（shì）溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一（yī）定時間,然（rán）後拿出在空氣中緩慢地（dì）冷卻]。回（huí）火分高溫回火、中溫（wēn）回火和低溫回火三類（lèi）。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力,防止變形和開裂,以取得預期的力學性（xìng）能。
②穩定組（zǔ）織（zhī）,保證工件在使用時不發生（shēng）形狀和（hé）尺寸變化。
③調整力學性能,適應不同（tóng）零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫回火[淬（cuì）火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加（jiā）高溫回火的雙重熱處理（lǐ）]的熱（rè）處理方法稱為調質處理,其目的是達到（dào）所需要的硬度（dù）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(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形成氮（dàn）化層以提（tí）高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性（xìng）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等合金元素（sù）,處（chù）理溫度為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化（huà）層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化（huà）。處（chù）理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零（líng）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（dàn）化層不可過厚,建（jiàn）議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材（cái）料皆可做軟氮化處理（lǐ）,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度為（wéi）570~580℃,處理時間為（wéi）1~3h,淬火方（fāng）法為鹽浴,表麵化合（hé）層硬度為900~1000V,深度為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（cái）(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（tǐ）、固體)中加熱、保溫,溫度通（tōng）常為560~600℃。滲碳是指（zhǐ）使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的（de）工件具有高碳鋼的（de）表麵層,然後（hòu）再經過淬火和低溫回火,使（shǐ）工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性（xìng）。滲碳工件（jiàn）的材料一般為低碳鋼或低碳合金（jīn）鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳（tàn）後,鋼件表（biǎo）麵的化學成分可接近高碳（tàn）鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有（yǒu）低碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承（chéng）受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機（jī）、汽車和拖拉機（jī）等的機械零件,如（rú）齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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