金屬熱處理是將金屬工件（jiàn）放在（zài）一定的介質中加熱到適宜的溫度，並（bìng）在此（cǐ）溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來（lái）改善（shàn）工件的（de）使用性能的一種工藝方法。其特點是改變（biàn）了鋼材的金相組織,改善工件的（de）內在質量。為使金屬工件具有（yǒu）所需要的力（lì）學性能（néng）、物理性能和（hé）化學性能,除合理選（xuǎn）用材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱處理（lǐ）工藝大體可分為整體熱（rè）處理、表（biǎo）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（huǒ）”隨著（zhe）加熱溫（wēn）度和冷卻方式的不同,又演變出（chū）不同的熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理（lǐ）是指合金工（gōng）件經固（gù）溶處理、冷塑性變形或鑄造（zào）、鍛造後,在較高的（de）溫度下放（fàng）置或室溫保持其（qí）性能（néng）、形狀（zhuàng）、尺寸隨時間而（ér）變（biàn）化（huà）的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼（gāng）件或鑄件長（zhǎng）期(一至三（sān）年)放（fàng）置（zhì）在室溫或自然條件（jiàn）下,露天放在空氣中任（rèn）其風吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱（chēng）為自然時效（xiào）處理,也（yě）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（zhǎng）期使用中尺寸（cùn）、形狀（zhuàng）發生的變（biàn）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,這種為穩定精密製件質量的處理,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（xiào）處理（lǐ）,以（yǐ）消除殘餘應力（lì）,穩定鋼（gāng）材組織和尺寸（cùn）,尤為重要。

(2)淬火

淬火（huǒ）是把含碳量在0.25%以上（shàng）的中碳鋼（gāng）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,然後放入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介（jiè）質中（zhōng）快速冷卻,使淬火後的零（líng）件得到均勻一致的馬氏體組織,使零件達到一定（dìng）的硬度及耐磨性（xìng）,也改變（biàn）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（dà）的內應力,因此（cǐ）,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理（lǐ）,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性等（děng）綜合（hé）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（yǒu）加熱和冷卻兩個過程（chéng）。這些
過（guò）程互相（xiàng）銜接,不可間（jiān）斷。
淬火方法有浸液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模（mó）具（jù）零件淬火（huǒ）應注（zhù）意（yì）事（shì）項如下。
①零件淬火前,必（bì）須進行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲（xiāng）件的螺紋孔（kǒng）、冷卻水孔、頂杆（gǎn）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（yàn）收:檢測硬度,有無（wú）軟點,有（yǒu）無變形,有無脫（tuō）碳等缺陷（xiàn）存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度（dù）以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷（lěng）卻(大型零件需流動空（kōng）氣冷（lěng）卻)。鋼材經過正火處理消除零件內部過大（dà）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（zhuàng）滲碳體組織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將（jiāng）正火作為最終熱（rè）處理（lǐ）,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把（bǎ）零件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或（huò）過共析鋼)以（yǐ）下（xià）,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的（de）是降（jiàng）低（dī）硬度,改善加工（gōng）性能（néng）。增加塑性和韌性,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。而退火工序方法有很多種,有（yǒu）球化退火（huǒ）、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火（huǒ）等。模具零件退火采（cǎi）用的是去應力退火（huǒ）。
(5)回火
回火是（shì）將淬火後的鋼加熱（rè）到Ac1以下某（mǒu）一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即（jí）將淬（cuì）火後的鋼件在（zài）高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的（de）某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空（kōng）氣（qì）中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力,防止變形（xíng）和開裂（liè）,以取得預期（qī）的力學性能。
②穩定組織,保證工件在使用時不發生形狀（zhuàng）和尺寸（cùn）變化。
③調整力學性能,適應不（bú）同零件的（de）需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫（wēn）回火[淬火+高溫回火（huǒ）(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫回火的（de）雙重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理,其目的是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工（gōng）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（huà）或滲氮。滲入鋼件表麵的（de）氮元素（sù）形成氮化層以提高模具零件的硬度（dù）、耐磨性和（hé）疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性（xìng）。
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,處理溫度（dù）為495570℃,回火溫度為520~590,表（biǎo）麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為（wéi）0.3mm,時間為48h,變形（xíng）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度為0.01~0.02mm,滲氮（dàn）深度主要取決於滲氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過0.3mm,表（biǎo）麵硬度為900~1000HV
③軟氮化（huà）。任何鋼鐵（tiě）材（cái）料皆可做軟氮化處理,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲（shèn）氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴（yù）,表（biǎo）麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳（tàn）是把含碳量在（zài）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(氣體、固體)中加熱（rè）、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵（miàn）層的過（guò）程（chéng）,使低碳鋼的工件（jiàn）具有高碳鋼的表（biǎo）麵（miàn）層,然（rán）後再經過淬火和低溫回火（huǒ）,使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（rán）保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳（tàn）後,鋼件表麵的（de）化學成分可接近（jìn）高碳鋼。工件滲碳後還要經過淬火（huǒ）,以得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持（chí）心部有低（dī）碳鋼淬火後的強韌（rèn）性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖（tuō）拉（lā）機等的（de）機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造（zào）注塑模具的零件（jiàn）。

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