熱處理的作用就是提高材料的機械性能、消除殘余應力和改善金屬的切削加工性。按照熱處理不同的目的，熱處理工藝可分為兩大類：預備熱處理和蕞終熱處理。
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1.預備熱處理
預備熱處理的目的是改善加工性能、消除內應力和為蕞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 )退火和正火用于經過熱加工的毛坯。含碳量大于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，為以后的熱處理作準備。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前進行。
( 2 )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。
為避免過多運輸工作量，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(如座標鏜床的箱體等) ,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，對于一些剛性較差的精密零件(如精密絲杠)， 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。有些軸類零件加工，在校直后也要安排時效處理。
( 3 )調質即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氮處理時減少變形作準備，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，也可作為蕞終熱處理工序。
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2.蕞終熱處理
蕞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，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。其工藝路線為:下料一鍛造一 正火 (退火)一粗加工一 調質一半精加工一表面淬一精加工。
( 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。 其工藝路線一般為:下料一鍛造一正火一粗、半精加工一滲碳淬火一精加工。
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。
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