金屬（shǔ）熱處理（lǐ）是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中保持一定（dìng）時間後,又以不同速度冷卻,以此來改善工件的使用性能的一種工藝方法。其特（tè）點是（shì）改變了鋼（gāng）材的金相組織,改善工件的內（nèi）在質量。為使金屬工件具（jù）有所需要的力學性能、物理性能和化（huà）學性能,除合理選用材料和各種成型工藝外,熱處理工藝往往是必不可少（shǎo）的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處（chù）理、表麵熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四把（bǎ）火”隨著加熱溫度和冷卻方（fāng）式的不同,又演（yǎn）變（biàn）出不同的熱（rè）處理工藝。

(1)時效處理
時效處理（lǐ）是指合（hé）金工件經（jīng）固溶處理、冷塑性變形或（huò）鑄造、鍛造後,在較高的溫（wēn）度下放置或室溫（wēn）保持其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝（yì）。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼（gāng）件或鑄（zhù）件長期(一（yī）至三年)放置在室溫或自然條件下,露（lù）天放在空氣中任其風吹雨打日頭（tóu）曬,而發生的時效現象,稱（chēng）為自然時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除（chú）精密（mì）量具或模具、零件在長期使用中尺寸、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,把工件重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精密製件質量的（de）處理,稱（chēng）為人工時效（xiào）。對在低溫（wēn）或動（dòng）載荷（hé）條（tiáo）件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩（wěn）定鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(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（cǐ）鋼材的淬火溫度(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放入冷（lěng）卻劑水（shuǐ）、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬（cuì）火後的零件得到均勻一致的馬氏體組織,使零件達到（dào）一定的硬度（dù）及耐磨性,也改變了鋼的某些物理及化學性質。由於淬火（huǒ）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（de）回火處理,以免產生（shēng）變形、開裂（liè）;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（néng）。

 熱處理工藝一般包（bāo）括（kuò）加熱、保溫、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷（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淬火（huǒ）、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具零件（jiàn）淬火應注意事項如下。
①零件淬火前,必須進（jìn）行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻（què）水孔、頂杆孔等。
②零件避免（miǎn）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（zài）。
(3)正火
正火是（shì）把鋼件加熱到臨界溫度（dù）以上,保溫一定時間,均溫後,在空（kōng）氣（qì）中冷卻(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼材（cái）經過正火處理消（xiāo）除零件內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高（gāo）力學性能;改善不（bú）合理的網狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退（tuì）火是把零件加熱到臨界（jiè）變相溫度Ac3(亞共析鋼（gāng）)以上（shàng）30~50℃,或（huò）Ac1(共（gòng）析或過共析鋼)以下,保溫（wēn）一定時間,然後（hòu）隨爐（lú）緩慢地冷卻,其目的是降低（dī）硬（yìng）度,改（gǎi）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（gōng）。而退火工序方法有很多種（zhǒng）,有球化退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、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（huí）火是將淬火後（hòu）的鋼加熱到Ac1以下（xià）某一（yī）溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處（chù）理工藝（yì）[即將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（bǎo）溫一（yī）定時（shí）間,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或（huò）消（xiāo）除淬火產生的內應力,防（fáng）止變形和開裂,以取得預期的力學性能。
②穩定組（zǔ）織,保證工件在使用時不發生形狀和尺寸變（biàn）化。
③調整力學性能,適（shì）應不同零（líng）件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通過高（gāo）溫回火[淬火（huǒ）+高溫回火(加（jiā）熱（rè）溫度通常為560~600℃)=調（diào）質,調質（zhì）是（shì）淬火加高溫回火的雙重（chóng）熱處理]的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（yī）般是28~32HRC,有（yǒu）的達到38~42HRC),使工件（jiàn）具有良好的綜合力學性（xìng）能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱（chēng）為氮化或滲氮。滲入鋼件表麵的氮元（yuán）素形（xíng）成氮化層以提高模（mó）具零件的硬度（dù）、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性（xìng）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（sù）,處理溫度為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度（dù）為900~1000HV,有效硬化層深度（dù）為0.3mm,時（shí）間（jiān）為48h,變形量（liàng）無。
②液體氮化。處理溫（wēn）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（yú）滲氮時間、溫度。氮化（huà）層不可過厚,建議不超過0.3mm,表（biǎo）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（ruǎn）滲氮。液（yè）體軟滲（shèn）氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法（fǎ）為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳（tàn）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%、高碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳（tàn）介質(氣體、固體)中加熱、保（bǎo）溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是（shì）指（zhǐ）使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工（gōng）件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工件的表麵層具有高硬度和耐磨性,而工（gōng）件的中心部分仍（réng）然保持著低碳鋼（gāng）的韌性和塑性。滲碳工件的材料一般為低碳鋼（gāng）或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳後,鋼（gāng）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（néng）承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用（yòng）於製造飛機、汽車和拖（tuō）拉機等的機（jī）械（xiè）零件（jiàn）,如齒輪、軸、凸輪
軸（zhóu）等,也適用於製造（zào）注塑（sù）模具的零件。

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