金屬熱（rè）處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適（shì）宜的溫度（dù），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（qí）特點（diǎn）是改變了鋼材的金相組織（zhī）,改善工件的內在質（zhì）量。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和（hé）化學性能,除（chú）合理選用（yòng）材（cái）料和各種成型工（gōng）藝外（wài）,熱處理工藝往往是必（bì）不可少的。金（jīn）屬熱處理工藝大體（tǐ）可分（fèn）為（wéi）整（zhěng）體熱處理、表麵熱處理、局部熱處理和化學（xué）熱（rè）處理等。鋼材熱處理的“四把火”隨（suí）著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演（yǎn）變出不同（tóng）的熱處理工藝。

(1)時效處理
時效處理是指合金工件經（jīng）固溶處（chù）理、冷塑性變形或（huò）鑄造、鍛造後,在（zài）較高的溫度下放置或室溫保持其性能（néng）、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理分兩種
①天然時效處理:把鋼件或鑄件（jiàn）長（zhǎng）期(一至三年)放置在室溫或自然（rán）條件下,露天（tiān）放（fàng）在空氣中任其風吹雨打（dǎ）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:為了消除精密量具或模具、零件在長期（qī）使（shǐ）用中尺寸、形狀發生（shēng）的變化,常在低溫（wēn）回（huí）火後(低溫回（huí）火溫度為150~250℃)精加工前,把工件（jiàn）重新加熱到100~150℃C保持5~20h,這種為穩定精（jīng）密製（zhì）件質量的處理,稱為人工時效。對在低溫或動載荷（hé）條件下（xià）的鋼材構件進行時效處（chù）理,以消除殘餘應力,穩定（dìng）鋼材組織和尺寸,尤為重要。

(2)淬火

淬火是（shì）把含碳量在0.25%以上的中碳（tàn）鋼鋼材加熱,使其達到此鋼材的淬（cuì）火溫度(達到臨界溫度Ac3以（yǐ）上（shàng）),保溫一定時間,然後放（fàng）入冷（lěng）卻劑水、油或其他無機鹽、有機水等淬冷介質中快速冷卻,使淬（cuì）火後的零件得到均勻一（yī）致（zhì）的馬（mǎ）氏體（tǐ）組織,使零件達到（dào）一定的硬度及耐磨性,也改變了鋼的某些物理及化學性質。由（yóu）於淬火後（hòu）的零件存在著（zhe）較大的內應力,因此,淬火後的零件必須要及時經過適當的回火處理,以免產生變形、開裂;使淬火後的零件獲得定的強度、彈性和（hé）韌性等綜合力學性能。

 熱處理工藝一般包括加熱、保溫（wēn）、冷（lěng）卻三個過程,有時隻有加熱和冷（lěng）卻兩個過程。這些
過程互相銜接,不可間斷。
淬火方法有（yǒu）浸液表麵淬火、火焰表麵淬火、高頻淬（cuì）火、滲碳淬火等。
模具零件（jiàn）淬火應注意（yì）事項如下。
①零件（jiàn）淬火前,必須進行粗加（jiā）工,鑽好工藝孔、內模鑲件的（de）螺紋孔、冷卻水孔、頂杆孔等。
②零件避免尖角設計,防止變形（xíng）開裂
③零件（jiàn）淬火（huǒ）後的驗收:檢測硬度,有無軟點,有無變形,有無脫碳等缺（quē）陷存在。
(3)正火
正火是把鋼（gāng）件加熱到（dào）臨界溫度以上,保溫一定時間,均溫後,在空（kōng）氣中冷卻(大型（xíng）零件需流動空氣冷卻)。鋼材經過正火處理消除零件（jiàn）內（nèi）部過大的殘餘應力、細化晶粒,均勻組織,提高（gāo）力學性能;改善不合理的網狀滲碳體組織（zhī）,為隨後的熱處理做好準備;也可以將正（zhèng）火作為最終熱處理（lǐ）,獲得一定的力學性能。
(4)退火
退火是把零件加（jiā）熱到臨界變相溫度Ac3(亞共析鋼（gāng）)以上30~50℃,或Ac1(共析或過（guò）共析鋼)以下（xià）,保溫一定時間,然後隨爐緩慢地冷卻,其目的是降低硬度,改（gǎi）善加工性能。增加塑性和韌性（xìng）,消除內應力（lì）,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（fāng）法（fǎ）有很多種,有球（qiú）化退火、等溫退火、完（wán）全退（tuì）火、低溫退火、去應力退火（huǒ）等（děng）。模具零件（jiàn）退（tuì）火采用的是去應力（lì）退火。
(5)回火
回火是將淬火後的鋼加熱到Ac1以下某一溫（wēn）度,保溫到組織轉變後,冷卻到室溫的熱 處理（lǐ）工藝[即將淬（cuì）火後的鋼件（jiàn）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,然後拿出在空氣中緩慢地冷卻]。回火分（fèn）高溫回火、中溫回火和低溫回火三（sān）類。

回火的目的如下。
①減少或消除淬（cuì）火（huǒ）產生的內應力,防止變形和開裂,以取得預期（qī）的（de）力學性能。
②穩定組織,保證（zhèng）工件在使用時不（bú）發生形狀和尺寸變化。
③調（diào）整力學性（xìng）能,適應不同零（líng）件的需要。
(6)調質
把淬火後的鋼材通（tōng）過高溫回火[淬（cuì）火+高溫回火(加（jiā）熱溫度通常為560~600℃)=調質,調（diào）質是淬火（huǒ）加高溫回火的雙重熱處理]的熱處理方法稱為調質處理,其目的是達到所需要的硬度值(一般是28~32HRC,有（yǒu）的達到38~42HRC),使工件具有（yǒu）良好的綜合力學（xué）性能
(7)氮化
將氮(N)滲（shèn）入鋼材表麵的過程稱為氮化或滲氮。滲（shèn）入鋼（gāng）件表麵的氮元素形成氮化層以提（tí）高模具零（líng）件的硬度、耐磨性（xìng）和疲勞強度、紅硬性、抗咬合性及抗腐蝕性。
滲氮有下列幾種。
①氣體氮化(滲（shèn）氦（hài）)。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（biǎo）麵硬度（dù）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（dàn）化。處理溫度為560~580℃,時間為2~3h,一般零件的氮化層深度為0.01~0.02mm,滲氮（dàn）深度主要取決於滲氮（dàn）時間、溫度。氮化層不（bú）可過（guò）厚,建議不超過0.3mm,表麵硬（yìng）度為900~1000HV
③軟氮化。任何鋼鐵材料皆可做軟（ruǎn）氮化處理（lǐ）,可分為液體、氣體軟滲氮。液（yè）體（tǐ）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（shēn）度（dù）為0.01~0.03mm。
(8)滲碳

滲碳是把含碳（tàn）量在0.04%~0.25%的低碳鋼鋼（gāng）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,在（zài）碳介質(氣體、固體)中加熱、保溫（wēn）,溫度通常為560~600℃。滲碳（tàn）是指使碳原子滲入到鋼表麵層的過程,使低碳鋼的工件具（jù）有高碳（tàn）鋼的（de）表麵層,然後再經過淬火和低溫回火,使工（gōng）件的表（biǎo）麵層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然（rán）保持著低碳鋼的（de）韌性和塑性。滲碳工（gōng）件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼（gāng）(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（yǐ）得到高的表麵硬度、高的耐磨性和疲勞強度,並保持心部有低碳（tàn）鋼淬火後的強韌性,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,如（rú）齒輪、軸、凸輪
軸等,也適用於製造注（zhù）塑模具的零件。

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