金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加（jiā）熱到適宜（yí）的溫度，並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻,以此來改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組織,改善工件（jiàn）的內在質量。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成型工藝外,熱處理工藝往往是必（bì）不可少的。金屬熱處理工藝大體可分為（wéi）整（zhěng）體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化（huà）學熱處理等。鋼材熱處（chù）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（de）熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經固溶處理、冷塑（sù）性變形或鑄造、鍛造後,在較高的溫度下（xià）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。時效處理分兩種
①天然時（shí）效處理:把鋼件或（huò）鑄件長期(一（yī）至三年)放置（zhì）在室溫或自然條件下,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（yě）稱為（wéi）天然時效
②人工時（shí）效:為了消除精（jīng）密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形（xíng）狀（zhuàng）發生的（de）變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度為（wéi）150~250℃)精加工前,把工件重新加熱到（dào）100~150℃C保持5~20h,這種（zhǒng）為穩定精密（mì）製件質量的處理,稱為人工時效。對在低溫或動載荷（hé）條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘餘應（yīng）力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重（chóng）要。

(2)淬火

淬火是把含碳（tàn）量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬（cuì）火（huǒ）溫度（dù）(達到臨界溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放（fàng）入冷卻劑水、油或其他無機（jī）鹽、有機水等淬冷介質中快速（sù）冷卻,使淬火後的零件得到均勻一致的馬（mǎ）氏體（tǐ）組織,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（líng）件存在著較大的內應力（lì）,因此,淬火後的零件必須（xū）要及時經過（guò）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的（de）強度、彈性和韌性等綜合力學性能。

 熱處（chù）理工藝一般包括加熱、保（bǎo）溫、冷卻三個過程,有時隻有加熱和冷卻兩個過程（chéng）。這些
過（guò）程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸液表麵（miàn）淬火、火焰表麵（miàn）淬火、高頻淬火、滲（shèn）碳淬火等。
模具（jù）零件淬火（huǒ）應注意事項如（rú）下。
①零件淬火（huǒ）前,必須進行粗加（jiā）工,鑽好工藝孔、內模鑲（xiāng）件的螺紋孔、冷卻水孔、頂（dǐng）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（yìng）度,有無軟點,有無（wú）變形,有無（wú）脫碳等（děng）缺陷存在。
(3)正火
正（zhèng）火是把鋼件加（jiā）熱到臨界溫度以上,保溫一定（dìng）時間,均溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空氣冷卻)。鋼材經過正（zhèng）火處（chù）理（lǐ）消除零件內部過大的殘餘應力、細化晶粒（lì）,均勻（yún）組（zǔ）織,提高力學性能（néng）;改善不合理的（de）網狀滲碳體組織,為隨後的熱處理做（zuò）好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲得一定的力學性（xìng）能。
(4)退火
退火是把零件（jiàn）加熱到臨界變相溫度Ac3(亞共（gòng）析鋼)以上30~50℃,或Ac1(共析或過共析鋼)以下,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻（què）,其目的是降低硬度,改善加工性能（néng）。增加塑性和韌性（xìng）,消除內應力,改善內部組織,從而有利於切削加（jiā）工和（hé）冷（lěng）變形加工。而（ér）退火工序方法有很多種,有（yǒu）球化退火、等溫退火、完全退火、低溫退火（huǒ）、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（jiā）熱到Ac1以下某（mǒu）一溫度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱（rè） 處（chù）理工藝[即將淬火後的鋼件（jiàn）在高於室溫而低於（yú）710℃(200~300℃、300~400℃)的（de）某一（yī）適當溫度,保溫一定（dìng）時間,然後拿出在空氣中緩慢（màn）地冷卻]。回火分（fèn）高溫回火、中溫回火和低溫回火（huǒ）三類。

回火的目的如（rú）下。
①減少或消（xiāo）除淬火產生的（de）內應力,防止變形和開裂,以取得預期（qī）的力學性能。
②穩定組（zǔ）織（zhī）,保證（zhèng）工件（jiàn）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（jiàn）的（de）需要。
(6)調質（zhì）
把淬火後的（de）鋼材通過高溫回火（huǒ）[淬火+高溫回（huí）火(加熱溫度通常為560~600℃)=調質,調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法（fǎ）稱（chēng）為調質處理,其目的是達到所需要的硬度（dù）值(一（yī）般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好的綜合力學性能
(7)氮化
將氮(N)滲入鋼材表麵的過程（chéng）稱為氮化或滲氮。滲（shèn）入鋼件表麵的氮元素（sù）形成氮（dàn）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（hé）性及抗腐蝕性。
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（jīn）元素,處理溫度為495570℃,回火溫度為（wéi）520~590,表麵硬度為900~1000HV,有效硬化層深度為0.3mm,時間為（wéi）48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間（jiān）為2~3h,一般零（líng）件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取決於滲氮時間、溫度。氮化層不可過（guò）厚（hòu）,建議不超過0.3mm,表麵硬度為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、氣體軟滲氮。液體軟滲氮是無毒處理法,處理溫度為570~580℃,處理時間為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為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%、高碳鋼含碳量（liàng）在0.6%~1.35%)零件,在碳介質(氣體、固體)中加（jiā）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（miàn）層的過（guò）程,使低（dī）碳鋼的工件具有高碳鋼的表麵層,然後再經過淬火和（hé）低溫回火,使工（gōng）件的表麵（miàn）層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部（bù）分仍然保（bǎo）持著低碳鋼的韌性和塑性（xìng）。滲碳工件的材料一（yī）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火,以得（dé）到高的表麵（miàn）硬度（dù）、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳鋼淬火（huǒ）後的強（qiáng）韌性,使工件（jiàn）能承受沖（chòng）擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車（chē）和拖拉機等的機械（xiè）零件,如齒（chǐ）輪、軸、凸（tū）輪
軸等,也適用於製造注塑模具的零件。

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