根據(jù)行業(yè)的要求,，熱處理工藝主要分為整體熱處理,、表面熱處理,、化學(xué)熱處理三大工藝類型,。而在模具制造中經(jīng)常采用的是：退火、淬火,、回火、調(diào)質(zhì)等整體熱處理工藝,，以及滲碳,、滲氮、碳氮共滲等化學(xué)熱處理工藝,。

熱處理工藝按工件在加工過(guò)程中要求或所處工序位置不同又可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理兩類,。

預(yù)備熱處理的目的在于消除先前加工所造成的某些缺陷，如晶粒粗大,、帶狀組織等,；或降低硬度適應(yīng)以后機(jī)加工的需要；或?yàn)檎{(diào)整組織狀態(tài),、消除內(nèi)應(yīng)力為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備,。預(yù)備熱處理一般指退火、正火和調(diào)質(zhì),，主要對(duì)象是鍛件,、鑄件和粗加工工件。

最終熱處理能使鋼件滿足在使用條件下的性能要求,，如淬火,、回火、化學(xué)或表面熱處理,。有時(shí),，鋼材退火或正火能滿足使用性能要求，這時(shí)正火和退火也是最終熱處理,。

一、退火及其目的,、應(yīng)用和分類

將鋼件加熱到臨界溫度以上20——30,。C，保溫一定時(shí)間后隨爐溫或在石灰,、石英砂中緩慢冷卻下來(lái),，以得到接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理方法，稱為退火,。

1,、退火的目的

1、降低硬度,，改善削性能

2,、削除偏析，均勻成分,，改善鑄造,、軋制,、鍛造和焊接過(guò)程中的組織缺陷，消除殘留應(yīng)力,。

3,、細(xì)化晶粒，改善性能,，并為最終熱處理準(zhǔn)備良好的金相組織,。

4、恢復(fù)塑性,、韌性,，便于冷變形加工。

5,、消除內(nèi)應(yīng)力,，穩(wěn)定尺寸，減少淬火變形和裂紋,。

2,、退火的應(yīng)用，退火工藝主要腹膜于鑄鍛件和冷壓件加工后,，利用堆焊和焊接方法來(lái)強(qiáng)化或修補(bǔ)凹模后,，都必須進(jìn)行退火來(lái)消除應(yīng)力。

3,、退火的分類  退火可以細(xì)分為完全退火,、等溫退火、球化退火,、均勻化退火等多種,。

1、完全退火,。完全退火是將亞共析鋼（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.77%）加熱到A3以上,，保溫足夠的時(shí)間，使組織完全轉(zhuǎn)變成奧氏體冷卻,。完全退火的目的是使鋼件軟化,，以便于以后的機(jī)械切削加工或塑性變形加工；使鋼的晶粒細(xì)化,、消除內(nèi)應(yīng)力以及為淬火準(zhǔn)備適宜的組織,。

為了達(dá)到上述目的，完全退火的加熱溫度通常規(guī)定為高于A3以上20——30,。C,。但工模具鋼中經(jīng)常含有鎢、鉻,、鋁和釩等強(qiáng)碳化物形成元素,，適當(dāng)?shù)靥岣邐W氏體化溫度可使它們所形成的碳化物能夠較快地溶入奧氏體中,。

一般完全退火需時(shí)較長(zhǎng)。為了縮短工藝過(guò)程的時(shí)間,，保溫后可盡快地把鋼件從退火加熱溫度降至稍低于下臨界溫度,。此后，在珠光體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)用適當(dāng)?shù)睦鋮s速度緩冷,，轉(zhuǎn)變成符合要求的金相組織和性能,。

2、不完全退火,。不完全退火對(duì)于亞共析鋼,，加熱溫度在A1——A3之間，而對(duì)于過(guò)共析鋼則在A1——A3之間,，通常稍高于下臨界溫度,。

不完全退火與完全退火的區(qū)別在于前者只是部分地重結(jié)晶形成奧氏體，而后者則全部重結(jié)晶,，完全轉(zhuǎn)變成奧氏體,。因此，完全退火又稱結(jié)晶退火,。

不完全退火的目的與完全退火近似,，但由于在加熱溫度下不能完全重結(jié)晶，所以細(xì)化晶粒方面不如完全退火的好,。但不完全退火的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度低,，所以不完全退火又有低溫退火之稱。

3,、等溫退火,。多用于工具鋼、合金鋼,，可代替完全退火,，縮短退火周期。目的在于改善金相組織,，降低硬度，改善切削加工性能,。

等溫退火的加熱工藝與完全退火相同,。但鋼經(jīng)奧氏體化后，等溫退火以較快速度冷卻到A1以下,，等溫一定時(shí)間,，使奧氏體在等溫中發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，然后以較快冷速（一般為空冷）冷至室溫,。

4,、球化退火,。球化退火是碳的質(zhì)量分類≥0.77%的模具鋼中應(yīng)用最普遍的退火工藝。采用此工藝可使片層狀珠光體變成粒狀珠光體,。由于粒狀珠光體硬度比片層狀珠光體低,，因而改善了模具切削加工性能。

球化退火又是為淬火前做準(zhǔn)備的一種熱處理工藝,。當(dāng)珠光體中存在片狀滲碳體或先共析網(wǎng)狀滲液體,，會(huì)使鋼的力學(xué)性能下降、變脆,，淬火時(shí)容易發(fā)生變形甚至開(kāi)裂,。如果使?jié)B碳體球化則鋼的韌性明顯提高，加工性能明顯改善,，淬火組織均勻,，淬火后的工具鋒利且壽命提高。因此,，對(duì)于高碳鋼,、高碳合金鋼等工模具在淬火前一般進(jìn)行一次球化退火。

5,、均勻化退火,。將鋼錠或鋼坯加熱到1000。C以上,，并較長(zhǎng)時(shí)間保溫,，使鋼中元素時(shí)行擴(kuò)散，使之均勻分布消除偏析,，幫均勻化退火又稱擴(kuò)散退火,。均勻化退火的同時(shí)也消除內(nèi)應(yīng)力，一般制造大模具時(shí)才使用均勻化退火,，并直接在鋼廠完成此工序,。

6、去應(yīng)力退火,。退火溫度一般在600——650,。C，目的是消除冷加工或粗加工產(chǎn)生的硬化,、應(yīng)力,，主要是為后續(xù)加工或后續(xù)處理創(chuàng)造適當(dāng)條件。

7,、再結(jié)晶退火,。再結(jié)晶退火又稱軟化退火。退火溫度一般在680——720。C進(jìn)行（合金鋼高于此溫度）,，目的是消除冷加工后的組織變形,，消除加工硬化。

二,、正火及其目的和應(yīng)用

將鋼件加熱到臨界溫度（A3,、Acm）以上30——50。C,，保溫一定時(shí)間使其完全奧氏體化,。然后放在空氣中自然冷卻，這種熱處理工藝稱為正火,。

正火和退火的區(qū)別是冷卻方法的不同,。退火是在爐內(nèi)以一定的降溫速度冷卻，冷卻速度較慢,；正火則是在空氣中冷卻,，正火比退火冷卻速度大。正火后所得的珠光休組織較細(xì),，強(qiáng)度,、硬度比退火高。正火獲得細(xì)珠光體組織通常稱為索氏體,。

正火的目的是：

1,、對(duì)低碳鋼（WC＜0.25%）代替其完全退火，提高韌性,，改善切削加工性能,。

2、對(duì)過(guò)共析鋼可改善消除其網(wǎng)狀滲碳體,，便于球化退火,。

3、可細(xì)化晶粒,，提高綜合力學(xué)性能,，對(duì)要求不太高的結(jié)構(gòu)零件，可用正火代替工藝復(fù)雜的調(diào)質(zhì),，作為最終熱處理,。

4、作為中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的較重要零件的預(yù)備熱處理,。淬火前正火,，可使組織細(xì)化，減少淬火變形和開(kāi)裂傾向,。有時(shí)可代替高頻淬火前調(diào)質(zhì)。

由于采用正火工藝生產(chǎn)效率高、耗能少,，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%的碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)盡量采用正炎代替退火,。