為了保證金屬材料產品工件具備所需的物理性能、工藝性能和化學特性，除有效采用原材料以及各種成型加工工藝外，熱處理加工工藝通常是不可缺少的。鋼鐵是機械工程中運用Z廣泛的原材料，鋼材顯微結構繁雜，能通過熱處理給予操縱，因此鋼材的熱處理是金屬材料熱處理主要內容。

此外，鋁、銅、鎂、鈦等以及鋁合金也都能通過熱處理更改其結構力學、化學物理特性，以獲得不同類型的性能指標。

熱處理一般沒有改變工件形狀整體上的成分，而是用更改產品工件內部顯微結構，或調整工件表面的成分，給予或改進工件性能指標。特點是改進工件本質品質，然而這一般沒有人眼所看得到的。

熱處理的作用是提升原材料的物理性能、清除剩余應力和提高金屬切削性能。依照熱處理不同類型的目地，熱處理加工工藝可以分為兩類：準備熱處理和Z終熱處理。

1.準備熱處理

準備熱處理的目的在于改進生產加工特性、清除熱應力和為Z終熱處理提前準備較好的合金成分。其熱處理加工工藝有淬火、淬火、時效性、熱處理等。

1）淬火和正火

淬火和正火用以通過熱處理的毛胚。含碳超過0.5%的碳素鋼和高碳鋼，為了降低其強度便于鉆削，常選用氮化處理；含碳小于0.5%的碳素鋼和高碳鋼，為防止其強度太低鉆削時粘料，而使用淬火工藝。淬火和正火還能細化晶粒、勻稱機構，為日后熱處理打下基礎。淬火和正火常安排到毛胚生產制造以后、初加工以前開展。

2）調質處理

調質處理主要運用于清除毛胚生產和機械加工制造過程中產生的熱應力。

為防止太多運送任務量，對于一般測量精度部件，在深度加工前分配一次調質處理就可以。但精密度要求高的部件（如坐標銑床的殼體等），應合理安排2次或多次調質處理工藝流程。簡易部件一般不需開展調質處理。

除鑄造件外，對于一些剛度比較差的金屬零件（如高精密滾珠絲杠），為清除生產加工過程中產生的熱應力，平穩(wěn)零件加工精密度，經常在初加工、半深度加工中間分配數(shù)次調質處理。有一些軸類零件加工，在學校直工藝流程之后也要分配調質處理。

3）熱處理

熱處理即要在熱處理之后進行高溫回火解決，它可以獲得勻稱細致入微的回火索氏體機構，為日后感應淬火和滲氮處理時減小變型打下基礎，因而熱處理也可以作為準備熱處理。

因為熱處理后零件的綜合性物理性能不錯，對于某些強度和耐磨性能要求較低的部件，也可以作為Z終熱處理工藝流程。

2.終熱處理

終熱處理的目的在于提高硬度、耐磨性能和硬度等物理性能。

1）熱處理

熱處理有感應淬火與整體熱處理。在其中感應淬火由于變型、空氣氧化及滲碳比較小而運用比較廣泛，并且感應淬火還具備外界強度大、耐磨性能好，而內部結構保持良好延展性、抗撞擊力高的優(yōu)勢。為提升感應淬火零件的物理性能，需要開展熱處理或淬火等熱處理做為準備熱處理。其一般工藝技術為：開料--煅造--淬火（淬火）--初加工--熱處理--半深度加工--感應淬火--深度加工。

2）滲碳淬火

滲碳淬火適用高碳鋼和高合金鋼，先提升部件表面的含碳，經熱處理后使表面得到強的強度，而心部仍保持一定的強度相對較高的韌性和塑性。滲氮分總體滲氮和部分滲氮。部分滲氮過程中對不滲氮一部分應采取防滲漏對策（電鍍銅或鍍防滲材料）。因為滲碳淬火變型大，且滲氮深層一般在0.5~2mm中間，因此滲氮工藝流程一般安排到半深度加工和精加工相互之間。

其工藝技術一般為：開料-煅造-淬火-粗、半深度加工-滲碳淬火-深度加工。

當部分滲氮零件的不滲氮一部分選用增加容量后，摘除多余滲碳層的工藝路線時，摘除不必要滲碳層的步驟應安排到滲氮后，熱處理時進行。

3）滲氮處理

高頻淬火是讓氮原子滲透到金屬表層得到一層含氮化合物的處理方式。高頻淬火層能提高部件表層的強度、耐磨性能、疲勞極限和抗蝕性。因為滲氮處理環(huán)境溫度比較低、變型小、且高頻淬火層比較?。ㄒ话悴怀^0.6~0.7mm），高頻淬火工藝流程應盡可能靠后分配，為減少高頻淬火后的變型，在切割后一般應進行時效處理的高溫回火。