金屬熱處理是將金屬（shǔ）工件（jiàn）放在一定的介質中加熱到適（shì）宜的溫度，並在此溫度中保持一定時間後,又以不同（tóng）速度冷卻,以此（cǐ）來改（gǎi）善工（gōng）件的使用性能（néng）的（de）一種工藝方法。其特點（diǎn）是改變了鋼（gāng）材的金相（xiàng）組（zǔ）織,改善工件（jiàn）的內在質量。為（wéi）使金屬工件具有（yǒu）所（suǒ）需要的力學性能、物理性能和化學性能,除（chú）合理選用材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往（wǎng）是必不可少的。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（cái）熱處理的（de）“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處（chù）理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件（jiàn）經固溶處理、冷塑性變形（xíng）或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置或室溫保持其性（xìng）能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱（rè）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(一（yī）至三年)放置在室溫（wēn）或自然條件下（xià）,露天放在空氣（qì）中任其風吹雨打日頭曬,而發（fā）生的時效現象,稱為自然時效處理,也稱為天然（rán）時效
②人（rén）工時效:為了消除精密（mì）量具或模具、零件在長期使用中（zhōng）尺寸（cùn）、形狀發生的變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度為150~250℃)精加工前（qián）,把工（gōng）件重新加熱到100~150℃C保持（chí）5~20h,這種為穩定精密製件質量（liàng）的處理（lǐ）,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（shí）效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組織（zhī）和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火（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度(達到臨界溫度Ac3以（yǐ）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（lěng）介質中快速冷卻,使淬火後的零件（jiàn）得到均勻一致的馬氏體（tǐ）組織,使零件達到一定的硬（yìng）度及耐磨性,也（yě）改變了鋼的某些物理及化學性質。由（yóu）於淬（cuì）火（huǒ）後的零件存在著較大的內應（yīng）力,因此,淬（cuì）火後的零件必須要及時經（jīng）過（guò）適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強（qiáng）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、冷卻（què）三個過程,有時隻有加熱（rè）和冷卻（què）兩個（gè）過程。這些
過程互相銜接,不可間斷（duàn）。
淬火方法（fǎ）有浸液表麵（miàn）淬火（huǒ）、火焰表麵淬火、高頻（pín）淬火、滲（shèn）碳淬火等。
模具（jù）零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進行粗加工,鑽好（hǎo）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,防止變形開裂
③零件（jiàn）淬火後的驗收: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
正火是把鋼件加（jiā）熱到臨界溫度（dù）以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空氣冷（lěng）卻)。鋼（gāng）材經過正火處理消除（chú）零件內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不合理的網狀滲（shèn）碳體組織,為隨後的（de）熱處理做好（hǎo）準備;也可以（yǐ）將（jiāng）正火作為最終熱（rè）處理,獲得一（yī）定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到（dào）臨界變相溫（wēn）度Ac3(亞共（gòng）析鋼（gāng）)以上30~50℃,或Ac1(共析或（huò）過（guò）共析鋼)以（yǐ）下,保溫一定（dìng）時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工（gōng）性能。增加塑性和（hé）韌性,消除（chú）內（nèi）應力,改善內（nèi）部組織,從而有利於切削加工和冷變形加工。而退火（huǒ）工序方法有很多種,有球（qiú）化退火、等溫退火（huǒ）、完全退火、低溫退火、去應（yīng）力退火等。模具（jù）零件退火（huǒ）采用的是去應力退火。
(5)回火
回（huí）火是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（rè） 處理工藝[即將（jiāng）淬火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,保溫一定時間,然後拿出在（zài）空氣中（zhōng）緩慢地（dì）冷卻]。回火分（fèn）高溫回（huí）火、中溫回火（huǒ）和低溫回火三類。

回火（huǒ）的目的（de）如下。
①減少或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穩定組織,保證工件在使用時（shí）不發生形狀和尺寸（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回火[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（huǒ）的雙重熱處理]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38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮化（huà）或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元素形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（xìng）及抗腐（fǔ）蝕性。
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（yào）取決於滲（shèn）氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超（chāo）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,可分為液體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度（dù）為570~580℃,處理時間（jiān）為1~3h,淬火方法為（wéi）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（gāng）含碳量在（zài）0.6%~1.35%)零件,在碳介質（zhì）(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原（yuán）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,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層（céng）具有（yǒu）高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然（rán）保持著低碳鋼的韌性和塑性（xìng）。滲碳工件的（de）材料一般為低碳鋼（gāng）或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼件表麵的化學成分可接近高碳鋼。工（gōng）件滲碳後還要經過淬火,以（yǐ）得到高（gāo）的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強（qiáng）度,並保持心部有低碳鋼（gāng）淬火後的強（qiáng）韌性,使工件能承受沖擊（jī）載荷。滲（shèn）碳工藝廣泛（fàn）用於製造飛機、汽車和拖拉機等的機械零件,如齒輪、軸、凸輪（lún）
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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