金屬熱處理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（cǐ）溫度（dù）中保持一定時間後,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。其特（tè）點是改變了鋼材的（de）金相組織,改善工件（jiàn）的內在質量。為使金屬工件具（jù）有所需（xū）要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成（chéng）型工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。金屬熱處理工藝大（dà）體可分為整體熱處理、表麵熱處理、局部（bù）熱處理和化學熱處理等。鋼材（cái）熱處理的“四把火（huǒ）”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。

(1)時效（xiào）處理
時效處理是指合金工件經固溶處（chù）理、冷（lěng）塑性變形或（huò）鑄造、鍛造（zào）後,在較高的溫度下放置或（huò）室溫保持（chí）其性能、形狀、尺寸隨時間（jiān）而變（biàn）化的（de）熱處理工藝。時（shí）效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件長期（qī）(一至三年)放（fàng）置在室溫或自然（rán）條件下,露天放在空氣中任其風（fēng）吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱（chēng）為自然時（shí）效處理,也稱為天然時效（xiào）
②人工時效:為了消除精密量具或模具、零件在（zài）長期使用中尺寸、形狀發生的變化,常在低溫回火後(低溫回（huí）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（dìng）精密製件質量的處理,稱為人工時效。對在低溫或動載（zǎi）荷（hé）條件（jiàn）下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定（dìng）鋼材組織（zhī）和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上（shàng）的中碳（tàn）鋼鋼材加熱,使（shǐ）其達到此鋼材（cái）的淬（cuì）火溫度(達到臨（lín）界溫度（dù）Ac3以（yǐ）上),保溫一定時間,然後放入冷卻劑水（shuǐ）、油或其（qí）他無機鹽、有機水等淬（cuì）冷介質中快速冷卻,使淬火後的（de）零件得到均勻一致的馬氏（shì）體組織,使零件達到一定（dìng）的硬度及（jí）耐磨性（xìng）,也改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（de）內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理,以（yǐ）免產生變形、開裂;使淬（cuì）火後的零（líng）件獲（huò）得定的強度、彈性和韌性等綜合（hé）力學性（xìng）能。

 熱處理工藝一般（bān）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（xiē）
過程互（hù）相銜接,不可間斷。
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。
模具零件淬火應注意事項（xiàng）如（rú）下。
①零件淬火前,必須進行粗加工（gōng）,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺（luó）紋孔、冷卻水孔（kǒng）、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防（fáng）止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬度,有無軟點（diǎn）,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（wēn）度以上（shàng）,保（bǎo）溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻（què）(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼材經過（guò）正火處（chù）理消除零件內部（bù）過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻（yún）組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲（shèn）碳體組織,為隨後的熱處理做好（hǎo）準備;也可以將正（zhèng）火作為最終熱處理,獲得（dé）一定的力（lì）學（xué）性能（néng）。
(4)退火（huǒ）
退火是把零件加熱到臨界變（biàn）相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一（yī）定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其（qí）目的是降低硬度,改善加（jiā）工（gōng）性能。增加塑性和韌性,消除內應力,改（gǎi）善內部組織,從而有利於切削加工（gōng）和（hé）冷變形加工。而退火工序方法有很多種,有球（qiú）化退火、等溫退（tuì）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（shì）將淬火後的鋼加熱到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溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空氣中（zhōng）緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低（dī）溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或（huò）消除淬火產生的內應力,防止變形和開（kāi）裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組（zǔ）織,保證工（gōng）件在使用時不發生形（xíng）狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適（shì）應不同（tóng）零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材（cái）通過高溫回火[淬火+高溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調（diào）質是淬火（huǒ）加高溫回火的（de）雙重熱處（chù）理]的熱（rè）處理方法稱為調質處（chù）理（lǐ）,其目的是達到所需要的硬度值(一般是（shì）28~32HRC,有的達到38~42HRC),使（shǐ）工件（jiàn）具有良好的綜合力學（xué）性（xìng）能
(7)氮化
將（jiāng）氮(N)滲入鋼（gāng）材表麵（miàn）的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形成氮化層以提高模具（jù）零（líng）件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性（xìng）、抗咬合性及（jí）抗腐（fǔ）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（hé）金元素,處理溫度為495570℃,回火溫度（dù）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（wéi）2~3h,一（yī）般零件的氮（dàn）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。氮化層（céng）不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為（wéi）液體（tǐ）、氣體軟滲氮。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（huǒ）方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳（tàn）量在0.04%~0.25%的低碳鋼（gāng）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（tàn）介（jiè）質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到（dào）鋼表麵層的過（guò）程,使低碳鋼的工（gōng）件具有高碳鋼的表麵層,然（rán）後再經過淬火和低溫回火,使工（gōng）件（jiàn）的表麵層具有高硬（yìng）度和耐磨（mó）性,而工件的中心部分（fèn）仍然保（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碳合金鋼（gāng）(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可接近高碳（tàn）鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高的表（biǎo）麵硬（yìng）度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強（qiáng）韌性,使工件能（néng）承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於（yú）製造飛機、汽車和拖拉機等的機械零件,如齒輪、軸、凸輪（lún）
軸等,也適用於（yú）製造注塑模具的零件（jiàn）。

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