熱處理是將材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內部的組織結構，來控制其性能的一種綜合工藝過程。
基本介紹
- 中文名：高頻熱處理
- 類別：金屬加工工藝
- 過程：加熱和冷卻
- 特點：互相銜接，不可間斷
工藝,概念,種類及套用,預防,
工藝
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。
加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是採用木炭和煤作為熱源，進而套用液體和氣體燃料。電的套用使加熱易於控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。步驟如下：
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上套用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為複雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間，然後進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。
正火是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用於改善材料的切削性能，也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
淬火是將工件加熱保溫後，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬，但同時變脆。
為了降低鋼件的脆性，將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。
退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關係密切，常常配合使用，缺一不可。
把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理後工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。
表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、雷射和電子束等。
化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理不同之處是後者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素後，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ；齒輪採用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不鏽鋼；工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。
退火---淬火---回火
一．退火的種類
將組織偏離平衡狀態的鋼加熱到適當溫度，保溫到一定時間，然後緩慢冷卻（隨爐冷卻），獲得接近平衡狀態組織的熱處理工藝。
鋼的退火工藝種類很多,根據加熱溫度可分為兩大類:一類是在臨界溫度(Ac1或Ac3)以上的退火,又稱為相變重結晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和擴散退火等;另一類是在臨界溫度以下的退火,包括再結晶退火及去應力退火等。
二．淬火時，最常用的冷卻介質是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產生淬不硬的軟點，但卻易使工件變形嚴重，甚至發生開裂。而用油作淬火介質只適用於過冷奧氏體的穩定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
三．鋼回火的目的
- 降低脆性，消除或減少內應力，鋼件淬火後存在很大內應力和脆性，如不及時回火往往會使鋼件發生變形甚至開裂。
- 獲得工件所要求的機械性能，工件經淬火後硬度高而脆性大，為了滿足各種工件的不同性能的要求，可以通過適當回火的配合來調整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑性。
- 穩定工件尺寸
概念
4． 時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室溫放置或稍高於室溫保持時，其性能隨時間而變化的現象。
6． 時效處理：在強化相析出的溫度加熱並保溫，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度
9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）套用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
10． 調質處理quenching and tempering：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛套用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。
11． 釺焊：用釺料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝
種類及套用
根據工件性能要求的不同，按其回火溫度的不同，可將回火分為以下幾種：
（一）低溫回火（150－250度）
低溫回火所得組織為回火馬氏體。其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內應力和脆性，以免使用時崩裂或過早損壞。它主要用於各種高碳的切削刃具，量具，冷沖模具，滾動軸承以及滲碳件等，回火後硬度一般為HRC58－64。
（二）中溫回火（350－500度）
（三）高溫回火（500－650度）
高溫回火所得組織為回火索氏體。習慣上將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理，其目的是獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械性能。因此，廣泛用於汽車，拖拉機，工具機等的重要結構零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。回火後硬度一般為HB200－330。
熱處理
（2 ）：正火：指將鋼材或鋼件加熱到 或 （鋼的上臨界點溫度）以上，30～50℃保持適當時間後，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高低碳鋼的 力學性能，改善切削加工性，細化晶粒，消除組織缺陷，為後道熱處理作好組織準備等。
（3）：淬火：指將鋼件加熱到 Ac3 或 Ac1（鋼的下臨界點溫度）以上某一溫度，保持一 定的時間，然後以適當的冷卻速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝。常見的淬 火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級淬火，貝氏體等溫淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強度和耐磨性，為後道熱處理作好組 織準備等。
回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時所產生的應力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，並 具有所需要的塑性和韌性等。
預防
精密複雜模具的變形原因往往是複雜的，但是我們只要掌握其變形規律，分析其產生的原因，採用不同的方法進行預防模具的變形是能夠減少的，也是能夠控制的。一般來說，對精密複雜模具的熱處理變形可採取以下方法預防。
(2)模具結構設計要合理，厚薄不要太懸殊，形狀要對稱，對於變形較大模具要掌握變形規律，預留加工餘量，對於大型、精密複雜模具可採用組合結構。
(3)精密複雜模具要進行預先熱處理，消除機械加工過程中產生的殘餘應力。
(4)合理選擇加熱溫度，控制加熱速度，對於精密複雜模具可採取緩慢加熱、預熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。
(5)在保證模具硬度的前提下，儘量採用預冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。
(6)對精密複雜模具，在條件許可的情況下，儘量採用真空加熱淬火和淬火後的深冷處理。
(7)對一些精密複雜的模具可採用預先熱處理、時效熱處理、調質氮化熱處理來控制模具的精度。
熱處理子工藝:
退火 熱處理
硫化 熱處理
硬化 熱處理
消除應力 熱處理
