在常用環(huán)模材料加工工藝中，常見的熱處理方法有正火、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、滲氮。要針對不同的環(huán)模材料，綜合考慮這些熱處理方法的特點(diǎn)，進(jìn)而安排于機(jī)加工工序之間。
正火是將環(huán)模加熱到Ael或Acm30℃～50℃以上，保溫一段時間(45分鐘至90分鐘)后，在空氣中冷卻。正火處理的冷卻速度比退火處理的冷卻速度快些，得到的組織要細(xì)一些，且生產(chǎn)效率也要高些。因此，常用正火處理來消除前一道工序所帶來的各種組織或性能上的缺陷，消除內(nèi)應(yīng)力，為下一道工序作組織準(zhǔn)備。在環(huán)模加工工藝中，正火處理一般安排在鍛造之后或粗加工之前，也有安排在精車之前。經(jīng)正火處理后的環(huán)模，切削性能有所改善，并能適當(dāng)?shù)馗纳萍庸ず蟊砻婀鉂嵍取?br /> 調(diào)質(zhì)是將環(huán)模加熱到A。3或Al30℃--50℃以上，保溫一段時間(45分鐘至90分鐘)后，迅速冷卻（淬油）后，再高溫回火。調(diào)質(zhì)的目的是獲得較高的強(qiáng)度和韌性相配合的綜合機(jī)械性能，特別是保持環(huán)模心部的綜合機(jī)械性能。在環(huán)模加工工藝中，一般安排在精車，擴(kuò)孔之前或粗加工之后；也可以安排在滲氮之前，為最終熱處理準(zhǔn)備良好的組織。對于中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，要注意淬火與高溫回火的時間間隔不宜過長，否則，因環(huán)模的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而可能造成環(huán)模的熱處理裂紋。
淬火是將環(huán)模加到Ac3或Ace以上30℃～50℃，保溫一段時間(45分鐘至90分鐘)后，快速冷卻。常用的冷卻介質(zhì)為水和油。在水中的冷卻速度比在油中快些。如在水中加入0.15%～0.30%的聚乙烯醇，其冷卻介于水和油之間，可得到較好的熱處理組織。淬火一般安排在擴(kuò)孔后或磨削加工之前，可作最終熱處理工藝。
滲碳是向環(huán)模�？妆砻婧蛢�(nèi)環(huán)表面滲入碳原子，形成較高硬度、較嚴(yán)密的碳鐵化合物組織，以提高�？缀蛢�(nèi)環(huán)表面的硬度，提高其耐磨性，從而提高環(huán)模的使用壽命。滲碳主要針對含碳量0.15%～0.25%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼如20號鋼、20Cr，20CrMnTi等。滲碳時間與滲碳層厚度有關(guān)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測定。常見的環(huán)模滲碳方式為固體滲碳。其方法是將環(huán)模埋入裝滿木炭和助滲劑(Na2C03或BaC03)的滲碳箱內(nèi)，加熱至920℃～950℃（一般為930℃），保溫一段時間，視滲碳層厚度要求而定，取出空冷或油冷、水冷。也有氣體滲碳的，一般將環(huán)模豎著堆放入密封的井式滲碳爐中，通入滲碳?xì)怏w或滴入含碳的液體，在930℃保溫后，空冷或油冷、水冷。滲碳作最終熱處理工藝。
滲氮一般作為環(huán)模的最后熱處理工藝，其目的一方面是保證環(huán)模的心部性能，另一方面是在表面得到耐磨的、致密的氮鐵化合物。滲氮常用于中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼如45號鋼、40Cr、40CrMnMo等。滲氮后，滲氮表面硬度可達(dá)HRC65～72，有較高的耐蝕性，可增強(qiáng)對水及水蒸汽的腐蝕。但由于氮化時間較長，氮化成本較高，因而造成環(huán)模價格也略高些。常見滲氮有井式爐氣體滲氮和輝光離子氮化。
為了控制環(huán)模熱處理后的硬度均勻性，每個環(huán)模熱處理后，在圓周方向三等分處的每個部位，取不少于3點(diǎn)測硬度平均值，其各部位的硬度值之差應(yīng)不大于HRC4。另外，在加工制造環(huán)模時，應(yīng)對環(huán)模毛坯的硬度加以控制，其硬度在HB170～220之間為宜，如果硬度過高，鉆孔時鉆頭易斷裂，并造成死孔，硬度過低則影響�？椎墓鉂嵍取榱丝刂泼鲀�(nèi)部材質(zhì)的均勻性，有條件的話，應(yīng)對每個毛坯進(jìn)行內(nèi)部探傷，防止毛坯內(nèi)部有裂紋、氣孔、夾砂等缺陷。
本文所設(shè)計(jì)的環(huán)模材料采用20CrMnTi，熱處理后表面硬度為HRC55～58。具體加工和熱處理的過程為：開料→鍛造→正火→粗車→調(diào)質(zhì)→精車→鉆（擴(kuò)）孔→滲碳→磨→（除氧化層）→試壓→涂防銹油→檢驗(yàn)入庫。
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