金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到（dào）適（shì）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,以此來（lái）改善工件的使用（yòng）性能（néng）的一種（zhǒng）工藝方法。其特點是改變了鋼材（cái）的金（jīn）相組織,改善工件的內在質量。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料（liào）和各種成（chéng）型工藝外,熱處理工藝往（wǎng）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（miàn）熱處理（lǐ）、局部熱處理和化學熱（rè）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同,又演變出不（bú）同（tóng）的熱處理工（gōng）藝。

(1)時效處理
時效處理是（shì）指合（hé）金工件經固溶處理、冷塑性變形或鑄造、鍛（duàn）造後,在較高的溫度下放（fàng）置或（huò）室溫保持其性能、形（xíng）狀、尺寸隨時間而變（biàn）化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然（rán）時效處理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室（shì）溫或自然條件下,露天放在空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時（shí）效現象,稱（chēng）為自（zì）然時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除精密量具或模具、零件在長期（qī）使用中尺寸、形（xíng）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,把（bǎ）工件重新加熱（rè）到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精（jīng）密製件質量的處理,稱為人工時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材（cái）構件進行（háng）時效處理,以（yǐ）消除殘餘（yú）應力（lì）,穩（wěn）定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳（tàn）鋼鋼材加熱,使其達（dá）到此鋼材的淬火溫度(達（dá）到臨界溫度Ac3以上),保（bǎo）溫一定時間,然後放入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質（zhì）中快速（sù）冷卻（què）,使淬火後（hòu）的零件得到均勻一致的（de）馬氏體組織,使零件達到一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的（de）某些物理及（jí）化學（xué）性質。由於淬火後的零件存在（zài）著較大的內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的（de）回火處理,以免產生變形、開裂;使（shǐ）淬火後的零件獲（huò）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、冷卻三個（gè）過程（chéng）,有時隻有加（jiā）熱和（hé）冷卻兩個（gè）過程。這些
過程互相銜接,不可間（jiān）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（cuì）火應注意事項（xiàng）如下。
①零件淬火前,必須進行粗加（jiā）工,鑽好工藝（yì）孔、內模鑲（xiāng）件的螺紋孔、冷卻水（shuǐ）孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防（fáng）止變形開裂
③零（líng）件淬火後的驗收:檢測硬（yìng）度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷（xiàn）存在。
(3)正火
正火是把（bǎ）鋼件加熱到臨界溫度以上,保溫一（yī）定時間,均溫（wēn）後,在空氣中冷卻(大（dà）型零件需流（liú）動空氣冷卻)。鋼材經過正火處（chù）理消除零件內部過大的殘（cán）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,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火（huǒ）作（zuò）為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退（tuì）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(共析或過共析鋼)以下,保溫一定（dìng）時間（jiān）,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加塑性和（hé）韌（rèn）性,消除內應力,改善內部組織,從而有（yǒu）利於切削加工和冷（lěng）變形加工。而退火工序方法有很多種,有球化退火、等溫退火（huǒ）、完全退火、低溫退火、去應力（lì）退火等。模具零件退火采用的（de）是去（qù）應力退火（huǒ）。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫（wēn）度,保溫（wēn）到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將（jiāng）淬火後的鋼件在高（gāo）於室（shì）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（màn）地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目（mù）的如下。
①減少或消除淬火（huǒ）產生（shēng）的內應力,防止變形和開裂,以（yǐ）取得預（yù）期的力學性能。
②穩定組織,保證工件（jiàn）在使用時不發生形狀和尺寸變化。
③調整力學（xué）性能（néng）,適應不（bú）同零件（jiàn）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（wēn）回火的雙重熱處理]的（de）熱處理方法稱為調質處理,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（lì）學性能
(7)氮化（huà）
將氮(N)滲（shèn）入鋼材表麵的過程（chéng）稱為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元（yuán）素形成氮化層以提高模具零件的硬度、耐磨性和（hé）疲勞強（qiáng）度（dù）、紅硬性、抗咬（yǎo）合性及抗腐蝕性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲氦)。鋼材須（xū）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（xiào）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,一般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決於滲氮時間、溫度（dù）。氮化層不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度（dù）為900~1000HV
③軟氮（dàn）化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲（shèn）氮。液體軟（ruǎn）滲氮是無毒處理法,處理溫（wēn）度（dù）為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化（huà）合層硬度為900~1000V,深度（dù）為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳量在0.04%~0.25%的（de）低碳鋼（gāng）鋼材（cái）(中碳鋼含碳量（liàng）在0.25%~0.6%、高碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加（jiā）熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使（shǐ）碳原子滲（shèn）入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表（biǎo）麵層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍（réng）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。工件滲碳後還要經過淬火,以得到（dào）高的表麵（miàn）硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火（huǒ）後的強韌性,使工件能承（chéng）受沖（chòng）擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和（hé）拖拉機等的機械零件,如齒輪、軸（zhóu）、凸輪
軸等,也適用於製造（zào）注（zhù）塑模具的零件。

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