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（bìng）在此溫度（dù）中保（bǎo）持一定時間後,又（yòu）以不同速度冷卻,以此來改（gǎi）善工件的使用性能的一種工藝方法。其特點是改變了（le）鋼材的金相組（zǔ）織,改善工件的內（nèi）在質（zhì）量。為使金（jīn）屬工件具有所需要的力學性能、物理性能（néng）和化學性能（néng）,除合理選用材料和（hé）各種成型工藝外,熱處理工藝（yì）往往是必不可少的。金屬熱（rè）處理工藝大體可分為整（zhěng）體熱處理、表麵（miàn）熱（rè）處（chù）理、局部熱處理和化（huà）學（xué）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不（bú）同,又演變（biàn）出不同（tóng）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、冷塑性變形或（huò）鑄造、鍛造後,在較高的溫度下（xià）放置或（huò）室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間而（ér）變化的（de）熱處理工藝（yì）。時效處理分兩種
①天然（rán）時效處理:把鋼件或鑄（zhù）件長期(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（fēng）吹雨打日頭曬,而發（fā）生的時效現象,稱為自然時效處理,也稱為天然時效
②人工（gōng）時效:為（wéi）了消除精密量具或（huò）模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生的變化,常（cháng）在低溫回火後（hòu）(低溫回火溫度為150~250℃)精加工前,把工件重新加熱（rè）到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製件質量的（de）處理,稱為（wéi）人（rén）工時效。對在低溫或動載荷（hé）條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織和尺（chǐ）寸,尤為重要（yào）。

(2)淬火

淬（cuì）火（huǒ）是把含碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼（gāng）材加熱,使其達到此鋼材的淬火溫（wēn）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（yán）、有機水等淬冷介（jiè）質中快速（sù）冷卻,使（shǐ）淬火後的零件得到均勻一致的馬（mǎ）氏體組織,使零件達到一（yī）定的硬度及（jí）耐磨性,也改變了鋼的某些物理及（jí）化學性（xìng）質。由於淬火後（hòu）的零件存在（zài）著較大的內應力,因此,淬火後（hòu）的零件必須要及時經過適（shì）當的回火處理（lǐ）,以免產生（shēng）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（lì）學性能。

 熱（rè）處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個（gè）過程,有時隻有加熱（rè）和冷（lěng）卻兩個過程。這些
過（guò）程互相銜（xián）接,不（bú）可間斷。
淬火方法有浸液表麵（miàn）淬（cuì）火、火焰表麵淬火、高頻淬（cuì）火、滲碳淬火等（děng）。
模具零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必（bì）須進行粗加工,鑽好工（gōng）藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等（děng）。
②零件避（bì）免尖角設計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬度,有無軟點,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度以（yǐ）上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷（lěng）卻(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消（xiāo）除零件內部過大的殘餘應力、細（xì）化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理（lǐ）的網狀（zhuàng）滲碳（tàn）體組織,為隨後的熱處（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（xìng）能。
(4)退火
退火是把零件加熱到（dào）臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一定時間,然（rán）後隨爐緩慢地冷（lěng）卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應力,改善內部組織,從而有利於（yú）切削（xuē）加（jiā）工和冷變形加工。而退火工序方法（fǎ）有很多種,有球（qiú）化（huà）退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力（lì）退火等。模具零件退火采用的是去應力退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫度,保（bǎo）溫到組織轉變後,冷卻到（dào）室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫（wēn）而（ér）低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫（wēn）回火三類。

回火（huǒ）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（dé）預期的力學（xué）性能。
②穩定組織,保證工件在使用時不發生形狀和尺（chǐ）寸變化。
③調整力學性（xìng）能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫回火[淬火+高溫回火（huǒ）(加熱溫度通常為560~600℃)=調質（zhì）,調質是淬火（huǒ）加（jiā）高溫回火的雙重熱處（chù）理]的熱處理方法稱為調（diào）質處理,其目的是達到所需要的（de）硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合（hé）力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入（rù）鋼材（cái）表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮（dàn）元素形（xíng）成氮化層以提高模具零件的硬度、耐磨性和疲勞強度（dù）、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕（shí）性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化（huà）(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為495570℃,回火（huǒ）溫度為520~590,表（biǎo）麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時（shí）間為（wéi）48h,變形量無（wú）。
②液體氮化。處理溫度為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（shí）間、溫度（dù）。氮化層不可過厚,建（jiàn）議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟（ruǎn）氮化處理,可分為（wéi）液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度為（wéi）570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法（fǎ）為鹽浴,表麵化合層（céng）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%、高碳鋼含碳量（liàng）在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣（qì）體、固體)中加熱、保（bǎo）溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子（zǐ）滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具有高（gāo）碳鋼的表麵層,然（rán）後再經過淬（cuì）火和（hé）低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工（gōng）件的中心部分仍然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（dī）碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可接近高（gāo）碳鋼。工件滲碳後還要經過（guò）淬火（huǒ）,以得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌性,使（shǐ）工件能承受（shòu）沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的（de）機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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