金屬熱處理（lǐ）是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，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（jiàn）的使用性能的一（yī）種工藝方法。其特點是改變了鋼材（cái）的金相組織,改善工件的（de）內在質量。為使金屬工（gōng）件具有所需要的（de）力學性能（néng）、物理性能和（hé）化學性能,除合理選用（yòng）材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往是（shì）必不可少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四（sì）把火”隨著（zhe）加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的（de）熱（rè）處（chù）理工藝（yì）。

(1)時效處理（lǐ）
時（shí）效處理是指合金工件經固溶處理、冷（lěng）塑性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放（fàng）置或室溫保持其性能、形（xíng）狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室溫（wēn）或自然條件下,露天放在空氣中（zhōng）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（yě）稱為天然時效（xiào）
②人工時效:為了消除精密量具或（huò）模具（jù）、零件在長期使用（yòng）中尺寸、形狀發生的變化,常在低溫（wēn）回火後(低溫回火溫度為（wéi）150~250℃)精加工前,把工件重新（xīn）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。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消（xiāo）除殘餘應力,穩定鋼（gāng）材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼（gāng）鋼材加熱,使（shǐ）其達到此鋼材的淬火溫度(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、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速（sù）冷卻（què）,使淬火後的零件得到均勻一致的馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及耐磨性,也改（gǎi）變了鋼的某些物理及化學性質。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（jiàn）必須要及時經過適當的（de）回火處理,以免（miǎn）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（zōng）合力學性能（néng）。

 熱處理工（gōng）藝一般（bān）包括加熱、保（bǎo）溫、冷卻三個過（guò）程,有時隻有加熱（rè）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（jìn）液表麵淬火、火焰表麵淬火（huǒ）、高頻淬火、滲碳淬（cuì）火等（děng）。
模具零件淬火應注意事項如下。
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（kǒng）、頂杆孔等。
②零（líng）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,有無軟點,有無變形（xíng）,有無脫（tuō）碳等缺陷存在。
(3)正火
正火（huǒ）是把鋼件加熱到臨（lín）界溫（wēn）度以（yǐ）上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件（jiàn）需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除零（líng）件內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改（gǎi）善不合理的網狀滲碳體組織,為隨後的（de）熱處（chù）理做好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件（jiàn）加熱到臨界變（biàn）相溫度Ac3(亞（yà）共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共（gòng）析（xī）鋼)以（yǐ）下,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是（shì）降低硬度,改善加工性能。增（zēng）加塑性和韌（rèn）性,消除（chú）內（nèi）應力,改善內部（bù）組織,從而有利於切削加工和冷變形加工（gōng）。而退火工序方法有很多種,有球（qiú）化退火、等溫退火、完全退火（huǒ）、低溫退火、去應力退火等。模具零件退火（huǒ）采用的是去（qù）應力（lì）退火。
(5)回火（huǒ）
回火是將淬火後的鋼加熱（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（rè） 處理工藝[即將淬火（huǒ）後的鋼件在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某（mǒu）一適當溫度,保溫一定時（shí）間,然後拿出在空氣中緩慢地（dì）冷卻]。回火（huǒ）分高溫回火（huǒ）、中溫回火和低溫回火三類（lèi）。

回火的目的如下。
①減少（shǎo）或消除淬（cuì）火產生的內應力,防止（zhǐ）變形和開裂,以取得預期的力學性（xìng）能。
②穩定組織,保證工件在使用（yòng）時不發（fā）生形狀和尺寸（cùn）變化。
③調整力學性能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫（wēn）回火[淬（cuì）火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高（gāo）溫（wēn）回火的雙重熱（rè）處理]的（de）熱處理方法稱為調質處（chù）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),使工件具有良好的綜合力（lì）學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲（shèn）氮。滲入鋼（gāng）件表（biǎo）麵的氮元素形成氮化層以（yǐ）提高（gāo）模具零件的硬（yìng）度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗（kàng）咬合（hé）性及抗腐蝕性（xìng）。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化（huà）(滲氦)。鋼（gāng）材（cái）須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為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,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的（de）氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決（jué）於滲氮時間（jiān）、溫度。氮化層不可過厚（hòu）,建（jiàn）議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料（liào）皆可做軟氮（dàn）化處理,可（kě）分為液體（tǐ）、氣體（tǐ）軟滲氮。液體軟滲氮是無（wú）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)滲碳

滲碳是把含碳量在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（tàn）量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體（tǐ）、固體)中加（jiā）熱、保（bǎo）溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表（biǎo）麵層的過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再（zài）經過淬火和低溫回火,使工（gōng）件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工（gōng）件的中心（xīn）部分仍（réng）然保（bǎo）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（dī）碳合金鋼(含（hán）碳量小於0.25%)。滲碳後（hòu）,鋼（gāng）件表麵的化（huà）學成分可接（jiē）近高碳鋼。工件滲碳後還要（yào）經過淬火（huǒ）,以得到高的表麵硬度、高的（de）耐磨性（xìng）和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌（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（chē）和拖拉機等的機械零件,如齒輪（lún）、軸、凸（tū）輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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