金屬熱處（chù）理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（wēn）度中（zhōng）保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改善（shàn）工件的使用性能的一種工（gōng）藝方法。其特點是（shì）改變（biàn）了鋼材的金相組織,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、物理性能和化學性能,除合理選（xuǎn）用材料和各種成型工藝外,熱處理工（gōng）藝往往是必不可少的。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表（biǎo）麵熱（rè）處理、局部（bù）熱處理和化（huà）學熱處理等。鋼材熱處理（lǐ）的“四（sì）把火”隨著加熱溫（wēn）度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱（rè）處（chù）理（lǐ）工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固溶（róng）處理、冷塑（sù）性變形或鑄造、鍛造後,在較高的（de）溫度下放（fàng）置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨時間（jiān）而變化的熱處理工（gōng）藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼（gāng）件或鑄件長期(一至三年)放（fàng）置在室溫或自然條件下,露天（tiān）放（fàng）在空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時效（xiào）現象,稱為自然時（shí）效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為（wéi）了消除精密量具或模具、零件在長期使（shǐ）用中尺寸、形狀發（fā）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處理,稱為人（rén）工時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼（gāng）材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬（cuì）火是把含（hán）碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使（shǐ）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（hòu）放入冷卻劑水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使（shǐ）淬火後的零件得到均（jun1）勻一致的馬氏體組織,使零件達到一定的硬（yìng）度及耐磨性,也改變了鋼的某些物理及化學性質。由於淬火後的零件存在（zài）著較大的（de）內（nèi）應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理,以免產生變（biàn）形、開裂;使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（rè）處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻（què）三個過程,有時（shí）隻（zhī）有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可（kě）間斷。
淬火方法有浸液（yè）表麵（miàn）淬火、火焰表麵淬火、高頻淬火、滲碳淬火等。
模具零件淬火應注意（yì）事項如下（xià）。
①零件淬火前,必（bì）須進（jìn）行粗加（jiā）工,鑽好工（gōng）藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷（lěng）卻水孔（kǒng）、頂杆孔等。
②零件（jiàn）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（yìng）度,有（yǒu）無軟點,有無變形（xíng）,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件（jiàn）加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空氣中冷（lěng）卻(大型零件需流動空氣（qì）冷卻)。鋼材經過正火處理消除零件內部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高力學性能;改善不（bú）合理的（de）網狀滲碳體組織（zhī）,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正火作為最終熱（rè）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（xiàng）溫度Ac3(亞共析鋼（gāng）)以（yǐ）上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一定時間,然後（hòu）隨爐緩慢地冷（lěng）卻,其目的（de）是降低硬度,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內（nèi）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、等溫退火、完全（quán）退火、低溫退火（huǒ）、去應力（lì）退（tuì）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（dào）Ac1以下某一溫度,保溫到（dào）組織（zhī）轉變後,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高（gāo）於室溫（wēn）而低（dī）於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然（rán）後拿出在空氣中緩（huǎn）慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回火（huǒ）和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力（lì）,防止（zhǐ）變形（xíng）和開裂（liè）,以取（qǔ）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（bú）同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材（cái）通過高溫回火[淬火+高溫回（huí）火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬（cuì）火加高溫回火的（de）雙（shuāng）重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理,其（qí）目的是達到所需要（yào）的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使（shǐ）工件具有良好的綜合力學性能（néng）
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程稱為氮（dàn）化或滲氮。滲入鋼（gāng）件表麵的氮（dàn）元素形成氮化（huà）層以提（tí）高模具零件的硬度、耐磨性和疲（pí）勞強（qiáng）度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性。
滲氮有下列（liè）幾種。
①氣體氮化(滲（shèn）氦)。鋼材須（xū）含Cr、Ti、A、V、Mo等（děng）合金元素,處理溫度（dù）為495570℃,回火溫度為520~590,表麵（miàn）硬度為（wéi）900~1000HV,有效硬化（huà）層深度為（wéi）0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間（jiān）為2~3h,一（yī）般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深（shēn）度（dù）主要取決於滲氮時間、溫度（dù）。氮化層不可過厚,建議不（bú）超（chāo）過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟（ruǎn）氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分為液（yè）體、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒（dú）處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間（jiān）為（wéi）1~3h,淬火方法為鹽（yán）浴（yù）,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲（shèn）碳（tàn）是把（bǎ）含碳量在0.04%~0.25%的低碳鋼鋼材(中碳（tàn）鋼含碳量在0.25%~0.6%、高碳鋼含碳（tàn）量在0.6%~1.35%)零件,在碳介（jiè）質(氣體、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳（tàn）是指使碳原（yuán）子滲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（huǒ）和低溫回火,使工件的表麵層具（jù）有高硬度（dù）和耐磨性,而工件的中（zhōng）心（xīn）部分仍（réng）然保持著低碳鋼的（de）韌（rèn）性和（hé）塑性。滲碳工件的材（cái）料一般為低（dī）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（fèn）可接近高碳鋼。工件滲碳後（hòu）還要經過淬火（huǒ）,以得到高的（de）表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強（qiáng）度,並保（bǎo）持心部有低碳鋼（gāng）淬（cuì）火後的強韌性,使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的機械零件（jiàn）,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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