机械零件的材料及毛坯类别选定之后，欲使零件实现所要求的力学性能，则主要靠热处理工艺来保证。因此必须根据热处理目的和工序作用，合理安排热处理工序在加工工艺路线中的位置。
(1)预备热处理的工序位置
包括退火、正火、调质等。
工序位置：一般均紧接毛坯生产之后、切削之前，或粗加工之后、精加工之前。
退火和正火的工序位置
一般安排在毛坯生产之后、切削加工之前。
处于精密零件，为了消除切削加工残余应力，在切削加工工序之间还应安排去应力退火。
工艺路线安排为：
毛坯生产（铸、锻、焊、冲压等）——退火或正火——机械加工
调质的工序位置
这种热处理既可作为最终处理，又可为以后表面淬火或易变形零件的整体淬火作好组织准备。
位置：一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前。
一般的工艺路线应为：
下料——锻造——正火（退火）——机械粗加工（留余量）——调质——机械精加工
（2）最终热处理的工序位置
包括各种淬火、回火及化学热处理等。
零件经这类热处理后硬度较高，除磨削外，不适宜其他切削加工。
工序位置：应尽量靠后，一般均安排在半精加工之后、磨削之前。
整体淬火与表面淬火的工序位置安排基本相同。
淬火件的变形及氧化、脱碳应在磨削中予以去除，故需预留磨削余量（例如直径200mm以下、长度1000mm以下的淬火件，磨削余量一般为0.35~0.75mm）。
对于表面淬火件，为了提高其心部力学性能及获得细晶马氏体组织的表层淬火组织，常需先进行正火或调质处理。因表面淬火件的变形小，其磨削余量也应比整体淬火件小。
整体淬火件的加工路线一般为：
下料——锻造——退火（正火）——机械粗（半精）加工——淬火、回火（低温、中温）——磨削
感应加热表面淬火件加工路线一般为：
下料——锻造——正火（退火）——机械粗加工——调质——机械半精加工（留磨量）——感应加热表面淬火、回火——磨削
不经调质的感应加热表面淬火件，锻造后的预先热处理须用正火。
如正火后硬度偏高，切削加工性不好，可在正火后再高温回火。
适当地调整工序次序，可以减少零件变形与开裂。
例子：
上图是用45钢制造的锁紧螺母，要求槽口硬度HRC35~40。若在槽口和内螺纹全部加工后再整体淬火和回火，槽口硬度虽可达到要求，但内螺纹变形大，不能保证精度；若热处理后再切削加工，则硬度较高，切削加工性差。
如将热处理方法及加工次序变为：
调质——加工槽口——槽口高频淬火——加工内螺纹，则既可达到技术要求又可减少零件变形。
(3)渗碳的工序位置
分整体渗碳和局部渗碳两种。
当渗碳零件局部不允许有高硬度时，应在设计图纸上予以注明，该部位可镀铜以防止渗碳或采取多留余量的方法，待零件渗碳后淬火前再去掉该处渗碳层（去渗碳层切削加工）。
渗碳件的工艺路线一般为：
下料——锻造——正火——机械粗、半精加工（留磨量，局部不渗碳者还须留防渗余量）——渗碳——淬火、低温回火——机械精加工（磨）
或
下料——锻造——正火——机械粗、半精加工（留磨量，局部不渗碳者还须留防渗余量）——渗碳——去渗碳层切削加工——淬火、低温回火——机械精加工（磨）
(4)氮化的工序位置
氮化的温度低、变形小、氮化层硬而薄。
工序位置：应尽量靠后，一般氮化后只须研磨或精磨。
为防止因切削加工产生的残余应力引起氮化件变形，在氮化前常进行去应力退火；
又因氮化层薄面脆，心部必须有较高的强度才能承受载荷，故一般应先进行调质。
氮化零件（38CrMoAl钢）的加工路线一般为:
下料——锻造——退火——机械粗加工——调质——机械精加工——去应力退火（通常称为高温回火）——粗磨——氮化——精磨或研磨
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