金屬（shǔ）熱處理是將金屬工（gōng）件放在一定的介質（zhì）中（zhōng）加熱到適宜的溫度，並在此（cǐ）溫（wēn）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（shǐ）用性能的一種工藝（yì）方（fāng）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（wéi）使（shǐ）金屬工件具（jù）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（xíng）工藝外,熱處（chù）理工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、表麵熱（rè）處理、局部熱處理和化學熱處理等。鋼材熱處理的“四（sì）把（bǎ）火”隨著加熱溫度和冷卻（què）方式的不（bú）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、冷塑性變形或鑄造、鍛造後,在（zài）較高的（de）溫度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。時效處理分兩種（zhǒng）
①天然時效處理:把鋼件或鑄（zhù）件長期(一至三年)放置（zhì）在（zài）室溫或自然條件下,露（lù）天放在空氣中（zhōng）任其（qí）風吹雨打日（rì）頭曬,而發生的時效現象,稱為（wéi）自（zì）然時效（xiào）處理（lǐ）,也稱為天然時（shí）效
②人工時效:為了消除精密量具或（huò）模具（jù）、零件（jiàn）在長期使用中尺寸、形狀發生的變化,常在低溫（wēn）回火後（hòu）(低溫（wēn）回火（huǒ）溫度為150~250℃)精加工前,把工件重新加熱到100~150℃C保持（chí）5~20h,這種為穩定精（jīng）密（mì）製件質量的處理,稱為人工時效（xiào）。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（yào）。

(2)淬火

淬火是把含（hán）碳量在0.25%以上的中碳鋼鋼材加熱,使其（qí）達到此鋼材的淬火溫度(達（dá）到（dào）臨界（jiè）溫度Ac3以上),保溫一定時間,然後放入冷卻劑水、油或其（qí）他無機（jī）鹽、有機水等淬冷介質（zhì）中快速（sù）冷卻,使淬（cuì）火後的零件得到（dào）均勻（yún）一致的馬氏體組織（zhī）,使零件達到一定的硬（yìng）度及（jí）耐磨性,也改變了鋼的某些物理及化學性（xìng）質。由於淬火後的零件存在著較大的內應力,因（yīn）此,淬火後的零件必須要及時經過（guò）適當的回（huí）火處理,以（yǐ）免產生變形、開裂;使（shǐ）淬火後的零件獲得定的強度、彈性和韌性等綜合力學性（xìng）能。

 熱處理工（gōng）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（chéng）。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有浸（jìn）液表（biǎo）麵淬火、火焰表麵淬火、高頻（pín）淬火、滲碳淬（cuì）火等。
模（mó）具（jù）零件淬火應注意事項如下。
①零件淬火前（qián）,必須進（jìn）行粗加工,鑽好工藝孔、內模鑲件的螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零（líng）件避（bì）免尖角設計,防（fáng）止變形（xíng）開裂
③零件淬火後的驗收:檢（jiǎn）測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺陷存在。
(3)正火
正火是把鋼件加熱到臨界溫度以上,保溫一定時間,均（jun1）溫後,在空氣中冷卻(大型零件需流動空（kōng）氣冷（lěng）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（lì）學性能;改善不合理的網（wǎng）狀滲碳體組織,為隨後的熱（rè）處理做好準備;也可以將正火作為最終熱處理,獲得（dé）一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加熱到（dào）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（wēn）一定時間,然（rán）後（hòu）隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改善加工性能。增（zēng）加塑性和韌性（xìng）,消除內應力,改善內部組織,從而有利於切削加工和冷變形加工。而退火工序（xù）方法有很多種,有球化（huà）退火、等溫退火、完全退火、低溫退火、去應力退火等。模（mó）具零件退火采用的是去（qù）應力退火。
(5)回火
回火是將淬火（huǒ）後的鋼加熱（rè）到Ac1以下（xià）某（mǒu）一溫度（dù）,保（bǎo）溫（wēn）到組織轉變後,冷卻（què）到室溫的熱 處理工藝[即將淬（cuì）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）在空氣中緩慢地冷卻]。回火分高溫回火、中溫回（huí）火（huǒ）和低（dī）溫回火三（sān）類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬火產生的內應力,防止變形和開裂（liè）,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（chǐ）寸變化（huà）。
③調整力學性能,適應不同零件的需要。
(6)調質
把淬火（huǒ）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,調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理]的（de）熱處理方法稱為（wéi）調質處理,其目的是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有的達到38~42HRC),使工件具有良好（hǎo）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。滲入鋼（gāng）件表麵的氮元素形成氮化層以提高模具零件的硬度、耐（nài）磨性和疲勞強度、紅硬性、抗（kàng）咬合性及抗（kàng）腐蝕性。
滲氮有下列幾種。
①氣（qì）體（tǐ）氮化(滲氦)。鋼材須含Cr、Ti、A、V、Mo等（děng）合金元素,處理溫度為495570℃,回火（huǒ）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（wéi）48h,變形量無。
②液體氮化。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化（huà）層深度（dù）為0.01~0.02mm,滲氮深度主要取（qǔ）決於滲（shèn）氮時間、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。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（jiān）為1~3h,淬火方法為鹽浴,表麵化合層硬度為900~1000V,深度為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳量在0.04%~0.25%的低碳（tàn）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（jiàn）,在碳介質(氣體、固體)中加（jiā）熱、保溫,溫度（dù）通常為560~600℃。滲碳是指使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件（jiàn）具有高碳（tàn）鋼的（de）表麵層,然（rán）後再經過（guò）淬火和低溫回火,使工件的表麵層（céng）具有（yǒu）高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持（chí）著低（dī）碳鋼的（de）韌性和塑性（xìng）。滲碳（tàn）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（chéng）分可接近高碳鋼。工件滲碳後還要經過淬火,以得到高的表（biǎo）麵（miàn）硬度、高的耐磨性和疲勞強（qiáng）度,並保持心部有低（dī）碳鋼淬火後的強韌性,使工（gōng）件能承（chéng）受（shòu）沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用於製造飛機、汽車和拖拉機等的（de）機械零件,如齒輪、軸、凸輪
軸等,也適（shì）用於製造（zào）注塑模具的零（líng）件。

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