热处理如何强化金属零件：提升强度、消除应力、改善切削性能
热处理作用是改善材料力学性能、消除残余应力、提高金属切削加工性能。按热处理目的不同，工艺分两大类：预备热处理和最终热处理。
预备热处理
目的：改善加工性能、消除内应力、为最终热处理准备良好金相组织。工艺包括退火、正火、时效、调质。
(1) 退火与正火
用于热加工毛坯。含碳量＞0.5%碳钢合金钢常退火降低硬度易切削；含碳量＜0.5%碳钢合金钢硬度太低易粘刀，用正火。退火正火还可细化晶粒均匀组织，为后续热处理做准备。常安排在毛坯制造后、粗加工前。
(2) 时效处理
主要消除毛坯制造和加工产生内应力。
为避免过多运输工序，一般精度零件可在精加工前安排一次时效。但高精度要求零件（如坐标镗床箱体等）应安排两次或多次时效工序。简单零件一般不时效。
除铸件外，某些刚性差精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生内应力、稳定加工精度，粗加工和半精加工间常安排多次时效。部分轴类零件校直后安排时效。
(3) 调质处理
调质是淬火后高温回火。可获均匀细小回火索氏体组织，为后续表面淬火和渗氮处理减少变形做准备，故调质也可作预备热处理。
因调质后零件综合力学性能好，某些不要求高硬度耐磨零件也可作最终热处理工序。
最终热处理
目的：提高硬度、耐磨性、强度等力学性能。
(1) 淬火
淬火分表面淬火和整体淬火。表面淬火因变形小、氧化脱碳少、表面高强度耐磨、心部保持良好韧性抗冲击，应用广泛。为提高表面淬火零件力学性能，常需调质或正火作预备热处理。一般工艺路线：下料-锻造-正火(退火)-粗加工-调质-半精加工-表面淬火-精加工。
(2) 渗碳淬火
适用低碳钢低合金钢。先提高零件表层碳含量，淬火后表层获高硬度，心部仍保持一定强度高韧性塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时非渗碳部位应采取防渗措施（镀铜或防渗材料镀层）。因渗碳淬火变形大、渗碳层深一般0.5~2mm，渗碳工艺一般安排在半精加工和精加工之间。
工艺路线一般：下料-锻造-正火-粗半精加工-渗碳淬火-精加工。
局部渗碳零件非渗碳部位采用增留余量后去除多余渗碳层工艺方案时，去除多余渗碳层工序应安排在渗碳后、淬火前。
(3) 渗氮处理
渗氮是让氮原子渗入金属表面获含氮化合物层的处理方法。渗氮层提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性。因渗氮温度低、变形小、渗氮层薄（一般不超0.6~0.7mm），渗氮工艺应尽可能后安排。为减少渗氮变形，一般要求切削加工后进行消除应力高温回火。
制造工艺