金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介（jiè）質中加熱到（dào）適宜（yí）的溫度，並在此溫度中保持一（yī）定時間後,又以不同速（sù）度冷卻,以此來改善工件的使用性能的一種工（gōng）藝方法。其（qí）特點是改變了鋼材的金相組織,改善工件的內在質量。為使金屬工件具有所需要（yào）的力學（xué）性能、物理性能和化學性能（néng）,除（chú）合理選用材料和各種成型工藝外,熱處理（lǐ）工藝往往是必（bì）不可少的。金（jīn）屬熱處理工藝大體（tǐ）可分為整體（tǐ）熱處（chù）理、表麵熱處理（lǐ）、局部熱處理和化學熱處理等。鋼（gāng）材熱處理的“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。

(1)時（shí）效處理
時效處理（lǐ）是指（zhǐ）合金工件經（jīng）固溶處理、冷塑性（xìng）變形（xíng）或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置（zhì）或室溫保持其（qí）性能（néng）、形狀、尺寸隨時間（jiān）而變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處（chù）理:把鋼件或鑄件長期(一至三年)放置在室溫或自然條件下,露天放在空氣中任其風（fēng）吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時效處理,也（yě）稱為天然（rán）時效
②人工時（shí）效（xiào）:為了消除精密量具或模具、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(低溫回火溫度為150~250℃)精加工前,把工（gōng）件重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密（mì）製件質量的處理,稱（chēng）為（wéi）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（xiào）處理,以消除殘餘應力,穩定鋼（gāng）材組織（zhī）和尺寸,尤為（wéi）重要。

(2)淬火

淬火是把含碳量（liàng）在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的（de）淬火溫度(達到臨界（jiè）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、有機（jī）水等淬冷介質中快（kuài）速冷卻,使淬火後的零（líng）件得到均勻一致的馬氏體組（zǔ）織,使零件達到一定的硬度及耐磨（mó）性,也改變了鋼的某些物理及化學性質。由於（yú）淬火後的零件（jiàn）存在著較大的內應力,因此,淬火後的（de）零件必（bì）須要及時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定（dìng）的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處理（lǐ）工藝一般包括加（jiā）熱、保溫、冷卻三個過程,有時（shí）隻有加熱和冷（lěng）卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不（bú）可間斷（duàn）。
淬火方法有浸（jìn）液（yè）表麵淬火（huǒ）、火焰（yàn）表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具（jù）零件淬火應注意（yì）事項如下。
①零（líng）件淬火前,必須進行粗加工,鑽（zuàn）好（hǎo）工藝孔、內模鑲件的螺紋孔（kǒng）、冷（lěng）卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形（xíng）開（kāi）裂
③零件淬（cuì）火（huǒ）後的驗收:檢測硬度,有（yǒu）無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷存（cún）在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度以上,保溫（wēn）一定（dìng）時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需（xū）流動空氣冷（lěng）卻)。鋼材經過正火（huǒ）處理消除（chú）零（líng）件內部過大的殘餘（yú）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（bèi）;也可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學（xué）性能。
(4)退火（huǒ）
退火是把零件加熱到臨界（jiè）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,然後隨爐（lú）緩慢地冷卻,其目的是降低硬度（dù）,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（hé）冷變形加工。而退火工序（xù）方法有很多種,有球化退火、等溫退火、完全退火、低溫退（tuì）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（lǐ）工藝[即將淬火後的鋼件在高於（yú）室（shì）溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適（shì）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（gāo）溫回火、中溫回火（huǒ）和（hé）低（dī）溫（wēn）回火（huǒ）三類。

回火的（de）目的如下。
①減少或（huò）消除淬火產（chǎn）生的內應力,防止變形和開裂,以取得（dé）預（yù）期的力學性能。
②穩定（dìng）組織,保證工件在使用時不發生形狀和（hé）尺寸變化。
③調整力學性能,適應不同（tóng）零件的需要。
(6)調質
把（bǎ）淬火後的（de）鋼材通過高溫回火[淬火+高溫回火(加（jiā）熱溫度通常（cháng）為560~600℃)=調質,調（diào）質是（shì）淬火加高溫回火的雙重（chóng）熱處理（lǐ）]的熱處理方法稱為調質（zhì）處理,其目的（de）是（shì）達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具（jù）有良好（hǎo）的綜合（hé）力學性能
(7)氮化（huà）
將（jiāng）氮(N)滲入鋼材表麵的過（guò）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零件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性。
滲氮有（yǒu）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℃,回火溫度為520~590,表麵（miàn）硬（yìng）度（dù）為900~1000HV,有效硬（yìng）化層（céng）深度為0.3mm,時間（jiān）為48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度（dù）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（jiān）、溫度。氮化（huà）層（céng）不可過厚,建議不超過（guò）0.3mm,表（biǎo）麵（miàn）硬度為900~1000HV
③軟氮化（huà）。任何鋼鐵材料皆可做軟（ruǎn）氮化處理,可分為液體、氣體軟（ruǎn）滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫（wēn）度為570~580℃,處理時間為（wéi）1~3h,淬火方法為鹽（yán）浴,表（biǎo）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（tàn）量（liàng）在（zài）0.6%~1.35%)零件（jiàn）,在碳介質(氣（qì）體、固體（tǐ）)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲（shèn）入（rù）到鋼表麵層的過程,使低碳（tàn）鋼的工（gōng）件具有高碳（tàn）鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使（shǐ）工件的表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為低碳鋼或低碳（tàn）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（tàn）鋼。工件滲碳後還要（yào）經過淬火,以得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強（qiáng）度,並保持心部有低碳鋼淬火後的強韌性,使工件能承受沖擊載（zǎi）荷。滲碳工藝（yì）廣泛用（yòng）於製造飛（fēi）機、汽車和（hé）拖拉機等的機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適（shì）用於製造（zào）注塑模具的零（líng）件。

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