工藝過程
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。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，近而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制，且無環境汙染。金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。採用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。[1]
熱處理冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。[1] 工藝分類
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。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，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。整體熱處理是對工件整體加熱，然後以適當的速度冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。[1] 工藝手段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、有機水溶液等淬火介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬，但同時變脆，為了及時消除脆性，一般需要及時回火。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。[1] 熱處理退火、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。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體後，將其置於室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。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前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、鹽類介質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。熱處理是機械零件和工模具製造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態，以利於進行各種冷、熱加工。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。[1] 真空方法
因為金屬工件的加熱、冷卻等操作，需要十幾個甚至幾十個動作來完成。這些動作內在真空熱處理爐內進行，操作人員無法接近，因此對真空熱處理電爐的自動化程度的要求較高。同時，有些動作,如加熱保溫結束後，金屬工件進行淬火工序須六、七個動作並且要在15秒鐘以內完成。這樣敏捷的條件來完成許多動作，很容易造成操作人員的緊張而構成誤操作。因此，只有較高的自動化才能準確、及時按程序協調。金屬零件進行真空熱處理均在密閉的真空爐內進行，嚴格的真空密封眾所周知。因此，獲得和堅持爐子原定的漏氣率，保證真空爐的工作真空度，對確保零件真空熱處理的質量有著非常主要的意義。所以真空熱處理爐的一個關鍵問題，就是要有可靠的真空密封構造。為了保證真空爐的真空性能，真空熱處理爐結構設計中必須道循一個基本原則，就是爐體要採用氣密焊接，同時在爐體上儘量少開或者不開孔，少採用或者避免採用動密封結構，以儘量減少真空洩露的機遇。安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導出裝置也都必須設計密封構造。大部分加熱與隔熱材料只能在真空狀態下使用。真空熱處理爐的加熱與隔熱襯料是在真空與高溫下工作的，因而對這些材料提出了耐高溫，輻射成果好，導熱係數小等要求。對抗氧化性能要求不高。所以，真空熱處理爐廣泛採用了鉭、鎢、鉬和石墨等作加熱與隔熱構料。這些材料在大氣狀態下極易氧化，因此，普通熱處理爐不能採用這些加熱與隔熱材料。水冷裝置：真空熱處理爐的爐殼、爐蓋、電熱元件、水冷電極、中間真空隔熱門等部件，均在真空、受熱狀態下工作。在這種極為不利的條件下工作，必須保證各部件的結構不變形、不損壞，真空密封圈不過熱、不燒毀。因此，各部件應該根據不同的情況設置水冷裝置，以保證真空熱處理爐能夠正常運行並有足夠的利用壽命。採用低電壓大電流：真空容器內，當真空空度為幾託一lxlo-1託的範圍內時，真空容器內的通電導體在較高的電壓下，會產生輝光放電現象。在真空熱處理爐內，嚴重的弧光放電 會燒毀電熱元件、隔熱層等，造成重大事故和損失。因此，真空熱處理爐的電熱元件的工作電壓一般都不超過80一100伏。同時在電熱元件結構設計時要採取有效辦法，如儘量避免有尖端的部件，電極間的間距不能太小，以防止輝光放電或者弧光放電的產生。[1] 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[1]
表面淬火表面淬火回火熱處理通常用感應加熱或火焰加熱的方式進行。主要技術參數是表面硬度、局部硬度和有效硬化層深度。硬度檢測可採用維氏硬度計，也可採用洛氏或表面洛氏硬度計。試驗力(標尺)的選擇與有效硬化層深度和工件表面硬度有關。這裡涉及到三種硬度計。一、維氏硬度計是測試熱處理工件表面硬度的重要手段，它可選用0.5～100kg的試驗力，測試薄至0.05mm厚的表面硬化層，它的精度是的，可分辨出熱處理工件表面硬度的微小差別。另外，有效硬化層深度也要由維氏硬度計來檢測，所以，對於進行表面熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位，配備一臺維氏硬度計是有必要的。二、表面洛氏硬度計也是十分適於測試表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度計有三種標尺可以選擇。可以測試有效硬化深度超過0.1mm的各種表面硬化工件。儘管表面洛氏硬度計的精度沒有維氏硬度計高，但是作為熱處理工廠質量管理和合格檢查的檢測手段，已經能夠滿足要求。況且它還具有操作簡單、使用方便、價格較低，測量迅速、可直接讀取硬度值等特點，利用表面洛氏硬度計可對成批的表面熱處理工件進行快速無損的逐件檢測。這一點對於金屬加工和機械製造工廠具有重要意義。三、當表面熱處理硬化層較厚時，也可採用洛氏硬度計。當熱處理硬化層厚度在0.4～0.8mm時，可採用HRA標尺，當硬化層厚度超過0.8mm時，可採用HRC標尺。維氏、洛氏和表面洛氏三種硬度值可以方便地進行相互換算，轉換成標準、圖紙或用戶需要的硬度值。相應的換算表在國際標準ISO、美國標準ASTM和中國標準GB/T中都已給出。[1] 局部淬火零件如果局部硬度要求較高，可用感應加熱等方式進行局部淬火熱處理，這樣的零件通常要在圖紙上標出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測要在指定區域內進行。硬度檢測儀器可採用洛氏硬度計，測試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可採用表面洛氏硬度計，測試HRN硬度值。[1]
化學熱處理化學熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學元素的原子，從而改變工件表面的化學成分、組織和性能。經淬火和低溫回火後，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度，而工件的芯部又具有高的強韌性。[1] 溫度壓力根據以上所說的內容，在熱處理過程中對溫度的檢測和記錄非常重要，溫度控制得不好對產品的影響十分大。所以，溫度的檢測十分重要，在整個過程的溫度變化趨勢也顯得十分重要，導致在熱處理的過程中必須對溫度的變化進行記錄，可以方便以後進行數據分析，也可以查看到底是哪段時間溫度沒有達到要求。這樣對以後的熱處理進行改進起到非常大的作用。[1] 操作規程1、清理好操作場地，檢查電源、測量儀表和各種開關是否正常，水源是否通暢。
2、操作人員應穿戴好勞保防護用品，否則會有危險。
3、開啟控制電源萬能轉換開關，根據設備技術要求分級段升、降溫，延長設備壽命和設備完好。
4、要注意熱處理爐的爐溫和網帶調速，能掌握對不同材料所需的溫度標準，確保工件硬度及表面平直度和氧化層，並認真做好安全工作。
5、要注意回火爐的爐溫和網帶調速，開啟排風，使工件經回火後達到質量要求。
6、在工作中應堅守崗位。
7、要配置必要的消防器具，並熟識使用及保養方法。
8、停機時，要檢查各控制開關均處於關閉狀態後，關閉萬能轉換開關。[1]
參考資料1. 熱處理 ．熱處理論壇[引用日期2017-10-02