在機械零件加工的過程中，為了提高機械零件的力學性能，需要對零件進行熱處理加工工序，這樣才能確保加工品質符合產品使用需求。

熱處理可用來提高材料的力學性能，改善工件材料的加工性能和消除內應力，其安排主要是根據工件的材料和熱處理的目的來進行。熱處理工藝分為兩大類：預備熱處理和最終熱處理。

一、預備熱處理：預備熱處理的目的是改善加工性能、消除內應力和為最終熱處理準備良好的金相組織。其熱處理工藝有退火、正火、時效、調質等。

1）退火和正火：退火和正火用于經過熱加工的毛坯。含碳量高于0.5%的碳鋼和合金鋼，為降低其硬度易于切削，常采用退火處理。含碳量低于0.5%的碳鋼和合金鋼，為避免其硬度過低切削時粘刀，而采用正火處理。退火和正火尚能細化晶粒、均勻組織，為以后的熱處理做準備。退火和正火安排在毛坯制造之后、粗加工制造之前進行。

2）時效處理：時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產生的內應力。為減少運輸工作量，對于一般精度的零件，在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件，應安排兩次或數次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時效處理。除鑄件外，對于一些鋼性較差的精密零件（如精密絲桿），為消除加工中產生的內應力，穩定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之間安排多次時效處理。有些軸類零件的加工，在校直工序后也要安排時效處理。

3）調質：調質是在淬火后進行高溫回火處理，它能獲得均勻細致的回火索氏體組織，為以后的表面淬火和滲碳處理時減少變形做準備，因此調質也可作為預備熱處理。由于調質后零件的綜合力學性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理工序。

二、最終熱處理：最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等力學性能。

1）淬火：淬火有表面淬火和整體淬火。其中表面淬火因為變形、氧化及脫碳較小而應用較廣，而且表面淬火還具有外部強度高、耐磨性好，而內部保持良好的韌性、抗沖擊力強的優點。為提高表面淬火零件的機械性能，常需進行調質或正火等熱處理作為預備熱處理。其一般工藝路線為：下料——鍛造——正火（退火）——粗加工——調質——半精加工——表面淬火——精加工。

2）滲碳淬火：滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼，先提高零件表層的含碳量，經過淬火后使表層獲得高的硬度，而心部仍保持一定的強度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時對不滲碳部分要采取防滲措施（鍍銅或者鍍防滲材料）。由于滲碳淬火變形大，且滲碳深度一般在0.5~2mm之間，所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。其工藝線路一般為：下料——鍛造——正火——粗、半精加工——滲碳淬火——精加工。

當局部滲碳零件的不滲碳部分，采用加大余量后切除多余的滲碳層的工藝方案時，切除多余滲碳層的工序應安排在滲碳后，淬火前進行。

3）滲氮處理：滲氮處理是使氮原子滲入金屬表面獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。由于滲氮處理溫度較低、變形小，且滲氮層較薄（一般不超過0.6~0.7mm），因此滲氮工序應盡量靠后安排，常安排在精加工之間進行。為減少滲氮時的變形，在切削后一般需進行消除應力的高溫回火。

在加工的過程中，合理安排熱處理加工工序，這樣才能確保零件加工的產品質量穩定，加工處理的產品性能符合使用要求。