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；或為調(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，鋼材退火或正火能滿足使用性能要求，這時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，保溫一定時間后隨爐溫或在石灰、石英砂中緩慢冷卻下來，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強(qiáng)化或修補(bǔ)凹模后，都必須進(jìn)行退火來消除應(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。

一般完全退火需時較長。為了縮短工藝過程的時間，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。不完全退火對于亞共析鋼，加熱溫度在A1——A3之間，而對于過共析鋼則在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，會使鋼的力學(xué)性能下降、變脆，淬火時容易發(fā)生變形甚至開裂。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，并較長時間保溫，使鋼中元素時行擴(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。均勻化退火的同時也消除內(nèi)應(yīng)力，一般制造大模具時才使用均勻化退火，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、對過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，減少淬火變形和開裂傾向。有時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。