金屬熱處理是將金屬（shǔ）工件放在一定的介質（zhì）中加熱到適宜的溫度，並在此溫（wēn）度中保持一定時間後,又以不同速（sù）度冷卻,以此來改善（shàn）工（gōng）件的使用性能的一種工藝方法。其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的（de）力學性能、物理性能和化學性能（néng）,除（chú）合理選用材料（liào）和各種成型工藝外,熱（rè）處理工藝往（wǎng）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。鋼材熱（rè）處理的“四把火”隨（suí）著加熱溫度和（hé）冷（lěng）卻方式（shì）的不同,又（yòu）演變出不同的（de）熱處理工藝。

(1)時（shí）效處理
時效處理是指合金工件經固溶處理、冷塑性變（biàn）形或鑄造、鍛造後,在（zài）較高的溫度（dù）下放置或室溫保持其性能、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（lǐ）:把鋼件或（huò）鑄件長期(一至三年)放置（zhì）在室溫或自然（rán）條件下,露天放在空氣中任其風吹雨打日頭曬,而發生的時效現象,稱為自然時效處理,也稱為天然時效
②人工時效:為了消除精密（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（dī）溫回火後（hòu）(低（dī）溫回火溫度為150~250℃)精加工前,把工件重新（xīn）加熱到100~150℃C保持（chí）5~20h,這種為穩定精密製件質量的處（chù）理,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效處理,以消除殘餘應力,穩定鋼材組（zǔ）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（gāng）材加（jiā）熱,使其達到此鋼材的淬火溫度(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（yóu）或其他無機鹽、有機水等淬（cuì）冷介質（zhì）中快速（sù）冷卻,使淬火後的零件得到均勻一致的馬氏體（tǐ）組（zǔ）織,使零件達到一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼（gāng）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（lì）,因此,淬火後的零件（jiàn）必須（xū）要及時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬（cuì）火後的零件獲得定的強度、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、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表（biǎo）麵淬火、火（huǒ）焰表麵淬火、高（gāo）頻淬火（huǒ）、滲碳淬火等。
模具零件淬火應注（zhù）意事項如下。
①零件（jiàn）淬火前,必須進行粗加工,鑽好（hǎo）工藝孔、內模鑲件的螺紋孔（kǒng）、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形開裂
③零件淬火後的驗收:檢測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等（děng）缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界（jiè）溫度以上,保溫一定時間,均溫後（hòu）,在空氣中冷卻(大型零件需（xū）流動空氣（qì）冷卻)。鋼材經過正火（huǒ）處理消除零件內（nèi）部過大的殘餘應（yīng）力、細化晶粒,均（jun1）勻組織,提高力學性能;改善（shàn）不合理（lǐ）的網狀滲碳體組（zǔ）織,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正（zhèng）火（huǒ）作為最終熱處理,獲得一定的力（lì）學性能。
(4)退火
退火（huǒ）是把零（líng）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,保溫一定時間,然（rán）後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬（yìng）度,改善加工性（xìng）能。增加塑性和韌性,消除內應力,改（gǎi）善內部組織,從（cóng）而有利於切削加工和冷變形加工。而退火工序方法有（yǒu）很多種,有球（qiú）化退火（huǒ）、等溫（wēn）退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模具（jù）零件退火采用的是（shì）去應（yīng）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（wēn）度,保溫到組織轉（zhuǎn）變後（hòu）,冷卻到室溫的熱 處理工藝[即將淬火後的鋼件在高於室溫而（ér）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（qì）中緩慢地（dì）冷卻]。回火分（fèn）高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回火的目的如下。
①減少或消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穩定組織,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,適應不同零件的需要。
(6)調質（zhì）
把淬火後的鋼材（cái）通過高溫回火[淬火+高（gāo）溫回火(加熱溫度通常為560~600℃)=調（diào）質,調質是淬火加高溫回火的（de）雙重熱處理]的熱處理方法稱為調質處（chù）理,其（qí）目的是達到所需要的硬度（dù）值（zhí）(一般是28~32HRC,有的（de）達到38~42HRC),使（shǐ）工件具有良好（hǎo）的綜合力學（xué）性能
(7)氮（dàn）化
將氮(N)滲入鋼材（cái）表麵的（de）過程稱為氮化或滲氮。滲（shèn）入鋼件表麵的氮元素形成氮化層以提高模（mó）具（jù）零件（jiàn）的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗（kàng）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（dù）為495570℃,回火溫度為520~590,表麵硬度（dù）為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變（biàn）形量無。
②液（yè）體氮化。處理（lǐ）溫度為（wéi）560~580℃,時間為2~3h,一般零（líng）件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決（jué）於（yú）滲氮（dàn）時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超過0.3mm,表麵硬度為900~1000HV
③軟氮化（huà）。任何鋼鐵材料皆可做軟氮化處理,可分（fèn）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℃,處理時間為（wéi）1~3h,淬火方法（fǎ）為鹽（yán）浴,表麵化（huà）合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲（shèn）碳是把含碳量在0.04%~0.25%的（de）低碳鋼鋼材(中碳鋼含（hán）碳量在0.25%~0.6%、高（gāo）碳鋼含碳量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中（zhōng）加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子（zǐ）滲入到（dào）鋼表麵層的過程,使低碳鋼（gāng）的工件具有高碳鋼的表麵層（céng）,然（rán）後再經過淬火和低溫回火,使工件的表（biǎo）麵層（céng）具有（yǒu）高硬度和耐磨性（xìng）,而工件的中心部分仍（réng）然保持著低碳鋼的韌性（xìng）和塑性（xìng）。滲（shèn）碳工件的材料一般為低碳鋼或低（dī）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（gāng）。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高（gāo）的表麵（miàn）硬度、高的耐磨性和疲（pí）勞強度,並保持心部有低碳（tàn）鋼淬（cuì）火（huǒ）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（qì）車和拖拉機等的機械零件（jiàn）,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於（yú）製造（zào）注塑模具的零件。

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