金屬熱處理是（shì）將金屬（shǔ）工件放在（zài）一定的介質中加熱到適宜的（de）溫度，並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻（què）,以此來改善工件的使用性（xìng）能的一種工藝（yì）方法。其特點是（shì）改變了鋼材的金相組（zǔ）織,改善工件的內在質量（liàng）。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性（xìng）能和化學性能,除合理選用材料和各（gè）種成型工藝（yì）外,熱處理工藝（yì）往往是必不可少的。金屬（shǔ）熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理（lǐ）的“四把（bǎ）火（huǒ）”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出（chū）不同的（de）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（sù）性變形或鑄造、鍛造後,在較（jiào）高的溫度下放置或室溫保持其性能（néng）、形狀、尺（chǐ）寸隨時間而變化的熱處（chù）理工藝。時效處理分兩種
①天（tiān）然時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在（zài）室溫或自然條件下,露天放在空氣中任（rèn）其風吹雨打日頭曬（shài）,而發生的時效現象,稱為自（zì）然時效處理,也稱為天然時效
②人工（gōng）時效（xiào）:為（wéi）了消除精密量具或模（mó）具、零（líng）件在長期使用中尺寸、形狀發生的（de）變化,常在低溫回火後（hòu）(低溫回火溫度為（wéi）150~250℃)精加工（gōng）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（gōng）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,以（yǐ）消除殘（cán）餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳（tàn）鋼鋼材加熱,使其達到此鋼（gāng）材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定（dìng）時間,然（rán）後放入冷卻劑水、油或其他無（wú）機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻（què）,使淬火後的零件（jiàn）得到均（jun1）勻（yún）一致的馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及耐（nài）磨性,也改變了鋼（gāng）的某些物理及化學性質。由於淬（cuì）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（yào）及時經過適當的回火（huǒ）處（chù）理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包括加（jiā）熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表麵淬火、火焰表（biǎo）麵淬（cuì）火、高頻（pín）淬火、滲碳淬火等。
模具零件（jiàn）淬火應注意（yì）事（shì）項如下。
①零件淬火前,必須（xū）進（jìn）行粗加工,鑽好工藝孔、內模（mó）鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防（fáng）止（zhǐ）變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測（cè）硬度,有無軟點（diǎn）,有無變（biàn）形,有（yǒu）無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼（gāng）件加熱到（dào）臨界溫度以上,保溫一（yī）定時間,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（zhèng）火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（zǔ）織,為隨後的熱處理做好準備（bèi）;也可以將正火作為最終熱處理（lǐ）,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零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,然後隨爐緩慢地冷卻（què）,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加塑（sù）性和韌性,消除內應力,改善內部組織（zhī）,從而有利於切削加（jiā）工和冷變形加工。而退火工（gōng）序方法（fǎ）有很多種,有球化（huà）退火、等溫退火、完全退火（huǒ）、低溫退火、去應力退火等。模具（jù）零件退火采用的是去應力退（tuì）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（wēn）到組織轉變後,冷卻（què）到室溫的熱（rè） 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（rán）後拿出在空氣中緩（huǎn）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,防止變形和開裂（liè）,以（yǐ）取得（dé）預期的力學性能。
②穩定組（zǔ）織,保證工件（jiàn）在使用（yòng）時不發生形（xíng）狀和尺寸變化。
③調（diào）整力學性能,適應不同零件（jiàn）的（de）需要。
(6)調質
把淬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,調質是淬火加高溫回火的雙重熱（rè）處理]的熱處理方法稱（chēng）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（dào）38~42HRC),使工件具有良好（hǎo）的綜合力（lì）學（xué）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（gāng）件表麵的氮（dàn）元素形成氮（dàn）化層以（yǐ）提高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬（yǎo）合性及（jí）抗腐蝕性（xìng）。
滲氮有下列幾（jǐ）種。
①氣（qì）體氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合（hé）金元素,處理溫（wēn）度為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效（xiào）硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化。處（chù）理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化層深度為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,建議不超過0.3mm,表（biǎo）麵硬度為（wéi）900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理（lǐ）,可分為液體、氣體（tǐ）軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲（shèn）碳

滲碳是把含碳（tàn）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（zài）0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通（tōng）常為（wéi）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（jiàn）具有高碳鋼的表麵層,然後（hòu）再經過淬火和低溫回火,使工件的表（biǎo）麵層具有高（gāo）硬度和耐磨性,而工件的中（zhōng）心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材（cái）料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含（hán）碳量小（xiǎo）於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵（miàn）的化學成分可接近高碳鋼（gāng）。工件滲（shèn）碳後還要經過淬火,以得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保（bǎo）持心部有低碳（tàn）鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳（tàn）工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的機械（xiè）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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