金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質（zhì）中（zhōng）加熱到適宜（yí）的溫度，並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速（sù）度冷卻,以此來改（gǎi）善工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（xiàng）組織,改善（shàn）工件的內在質量（liàng）。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,除合理選用材料和各種（zhǒng）成型工藝外,熱處理工藝往（wǎng）往是必不可少（shǎo）的。金（jīn）屬熱處理工藝大體可分為（wéi）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（de）“四把火”隨著加（jiā）熱溫度和冷卻（què）方式的（de）不同,又演變（biàn）出不同的熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固溶處（chù）理、冷塑性（xìng）變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下放置或室溫保持其性能、形狀、尺寸隨（suí）時間（jiān）而變化的熱處理工藝。時效處理（lǐ）分兩（liǎng）種
①天（tiān）然時（shí）效處（chù）理:把鋼（gāng）件或鑄件長（zhǎng）期(一（yī）至三年)放置在室溫（wēn）或自然條件下,露天放在（zài）空（kōng）氣中（zhōng）任其風吹雨打（dǎ）日頭曬,而發生的時效現象（xiàng）,稱為自（zì）然時效處理,也（yě）稱為天然（rán）時效（xiào）
②人（rén）工時效:為了消除精密量具或模具、零件在長期使（shǐ）用中尺寸、形狀發生的變化,常在低溫回火後(低（dī）溫回火溫度為（wéi）150~250℃)精加工前,把（bǎ）工件重新加熱到100~150℃C保（bǎo）持5~20h,這種為穩定精密製件（jiàn）質量的處理,稱為（wéi）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,穩定鋼材組織和尺（chǐ）寸,尤為重要。

(2)淬火

淬（cuì）火是把含碳量在0.25%以上的（de）中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的（de）淬火（huǒ）溫（wēn）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、油或其他無機鹽、有（yǒu）機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬火後的零（líng）件得到均（jun1）勻（yún）一致的馬氏體組織,使零件（jiàn）達到一定的硬度及耐（nài）磨性,也改變了鋼（gāng）的某（mǒu）些物理及化學性質。由於（yú）淬火後的零件存在著較（jiào）大的內應力,因此,淬火後的零件必須（xū）要及時經過（guò）適（shì）當的回火處（chù）理,以免產生變形、開裂;使淬火後（hòu）的零件獲得定（dìng）的強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處（chù）理（lǐ）工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有（yǒu）時隻有加熱和冷卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表麵淬火、火（huǒ）焰表麵淬火、高頻淬火（huǒ）、滲碳淬火等。
模（mó）具零件淬火應注意事項如（rú）下（xià）。
①零件淬火前（qián）,必須進行（háng）粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、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（tàn）等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件（jiàn）加熱到臨界（jiè）溫度以上,保（bǎo）溫一定時間,均溫後,在空氣中冷（lěng）卻(大型零件需流動（dòng）空氣冷卻)。鋼材經過正（zhèng）火處理消除零件內部過大的殘餘應力、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（yě）可以將正火作為（wéi）最終熱處理,獲得一定的力學性能。
(4)退火（huǒ）
退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（gòng）析或過共析鋼（gāng）)以下（xià）,保溫（wēn）一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增加塑性和韌性,消除內應力,改善（shàn）內部組（zǔ）織,從而有利於切削加工（gōng）和冷變形加工。而退火工序方法有（yǒu）很多種,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（jù）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（xià）某一溫度,保溫到（dào）組織轉變後（hòu）,冷卻到室溫的熱 處理工（gōng）藝[即將淬火後（hòu）的鋼件在高於室溫而低於710℃(200~300℃、300~400℃)的某一適當溫度,保溫一定時間,然後拿出（chū）在空氣（qì）中緩慢（màn）地冷卻]。回火分（fèn）高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。

回（huí）火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內（nèi）應力,防止變形和開裂（liè）,以取（qǔ）得預期的力學性能。
②穩（wěn）定組（zǔ）織,保證工件在使用時（shí）不發生形狀和尺寸變化。
③調整力（lì）學性能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼（gāng）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（cuì）火加高（gāo）溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱（chēng）為調質（zhì）處理,其目的是達到所需要（yào）的硬度值(一般（bān）是28~32HRC,有（yǒu）的達到38~42HRC),使（shǐ）工件具有良好的（de）綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入（rù）鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲入（rù）鋼件表麵的氮元素形成氮化層以提高模具零（líng）件的硬度、耐磨性和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕（shí）性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲（shèn）氦)。鋼材（cái）須含Cr、Ti、A、V、Mo等合金元素,處理溫度為495570℃,回火溫度（dù）為520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為48h,變形量無。
②液體氮化。處（chù）理（lǐ）溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般（bān）零（líng）件的氮化（huà）層（céng）深度為（wéi）0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決於滲氮時間、溫度。氮化層不可過厚,建議不超（chāo）過0.3mm,表麵硬度（dù）為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆（jiē）可做軟氮化處理,可分為液（yè）體、氣（qì）體軟（ruǎn）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1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為（wéi）0.01~0.03mm。
(8)滲（shèn）碳

滲碳是把含（hán）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）量在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體（tǐ）、固體)中加熱、保溫,溫度通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲（shèn）入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具（jù）有高碳鋼的表麵層,然後再經過（guò）淬火和低溫回火,使工件的表麵層（céng）具有高硬（yìng）度（dù）和（hé）耐磨性,而工件（jiàn）的中心部分仍（réng）然保持著低碳鋼的韌性和（hé）塑（sù）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（cuì）火,以得到高（gāo）的表麵硬（yìng）度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火後的（de）強韌性,使工件能承受沖（chòng）擊載荷（hé）。滲碳（tàn）工藝廣泛用於製造飛機（jī）、汽（qì）車和拖拉機等的機械零件,如（rú）齒輪（lún）、軸、凸輪
軸（zhóu）等,也適用於製造（zào）注塑模具的零件。

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