金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到（dào）適宜的溫度，並在此溫度中保持（chí）一定時間（jiān）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。其特點是改變了鋼材的金相組（zǔ）織,改善工件的內在質量。為使（shǐ）金屬工件具有所需要（yào）的力學（xué）性能、物理性能和（hé）化學性能,除合理選用材料和（hé）各種成型工藝外,熱處理工藝往（wǎng）往是必不可少的。金屬熱處理工藝大體可（kě）分為（wéi）整體（tǐ）熱處理、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”隨著加熱溫度和冷卻方式的不（bú）同,又演變出（chū）不同的熱（rè）處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經（jīng）固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫（wēn）度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時（shí）間而變化的熱處理工藝。時效（xiào）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)放置在室溫或自然條件下,露天放（fàng）在空氣（qì）中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱為自（zì）然（rán）時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除（chú）精密量具或模具、零件在長期使用中尺（chǐ）寸、形狀（zhuàng）發生的變化（huà）,常在低溫回火後(低溫回火溫（wēn）度為150~250℃)精加工前,把工件（jiàn）重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製件（jiàn）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（háng）時效處理（lǐ）,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在（zài）0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以（yǐ）上),保溫一定時間,然後放入（rù）冷卻劑水、油（yóu）或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬火後的零件得到均勻一致的馬（mǎ）氏體組織,使零件達到一定的硬（yìng）度及耐磨性,也改變了鋼的某（mǒu）些物理及化學（xué）性質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適（shì）當的回火處（chù）理,以免產生變形、開裂;使（shǐ）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熱、保溫、冷（lěng）卻（què）三個過程,有時隻有（yǒu）加熱和（hé）冷（lěng）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（miàn）淬（cuì）火、火焰表麵淬火、高（gāo）頻淬火、滲碳淬火等（děng）。
模具零件淬火應（yīng）注意事項如下。
①零（líng）件淬火前,必須進行粗（cū）加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔（kǒng）、頂杆孔等。
②零件避免尖角設（shè）計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗（yàn）收:檢（jiǎn）測硬度,有無軟點,有無變（biàn）形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火（huǒ）是把鋼件加熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣（qì）中冷卻(大型零件需流動空氣冷（lěng）卻)。鋼材經過正火處理消除零件內部過大的殘餘應力、細化晶（jīng）粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲碳體組織,為隨（suí）後的熱處理做好準備;也（yě）可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共（gòng）析或過（guò）共析鋼)以下,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目（mù）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,從而有利於切削加工和冷變形加工。而退火工序方法有很多種,有球化退火、等（děng）溫退火、完全（quán）退火、低溫退火（huǒ）、去應力退火等。模具零件退火采用的是去應力退火。
(5)回火
回火是將淬火（huǒ）後的鋼加熱到Ac1以下某一溫度（dù）,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝（yì）[即將（jiāng）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,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火（huǒ）、中溫回火和低溫回火三（sān）類（lèi）。

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,以取得預期的力學性能。
②穩定組織（zhī）,保證工件在使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學性能,適應不同零（líng）件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高溫回（huí）火[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處理]的熱（rè）處理方法稱為調（diào）質處理,其目的是達到所（suǒ）需要的硬度值(一般是28~32HRC,有（yǒu）的達到38~42HRC),使工件具有良（liáng）好的綜合力學性能
(7)氮化
將（jiāng）氮(N)滲（shèn）入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形成（chéng）氮化層以（yǐ）提高模具零件（jiàn）的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合（hé）性及抗腐蝕性。
滲氮有下列（liè）幾種。
①氣體氮化(滲氦)。鋼（gāng）材須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為495570℃,回（huí）火溫度（dù）為520~590,表麵硬度（dù）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（lǐ）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（jiān）、溫度。氮化層不可（kě）過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬（yìng）度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆（jiē）可做軟氮化處理,可分為液體、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（jiān）為1~3h,淬火方法為鹽浴（yù）,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲（shèn）碳

滲碳（tàn）是把含碳量在0.04%~0.25%的低碳（tàn）鋼（gāng）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（tàn）介質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度（dù）通常為560~600℃。滲碳是指使碳原（yuán）子（zǐ）滲入到鋼表（biǎo）麵（miàn）層的（de）過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火（huǒ）和低溫回火,使工件（jiàn）的表（biǎo）麵層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低（dī）碳鋼的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般（bān）為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲（shèn）碳後,鋼件表麵的（de）化學成分可接近高碳鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高的表麵硬度、高的耐（nài）磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌（rèn）性,使工件能承受（shòu）沖擊載（zǎi）荷（hé）。滲碳工藝廣泛（fàn）用於製造飛機、汽車（chē）和（hé）拖拉機等的機械零（líng）件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也（yě）適用於製造注塑模具的零件（jiàn）。

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