机加工产品表面热处理主要是为了改变工件表面的性能，同时保持心部的性能基本不变，以下是一般的工艺流程：
一、前期准备
零件检查
首先需要对机加工后的零件进行检查。这包括检查零件的尺寸是否符合要求，表面是否有明显的缺陷（如裂纹、划痕等）。例如，对于一个经过车床加工的轴类零件，要使用量具（如卡尺、千分尺等）测量其直径、长度等关键尺寸，确保尺寸公差在规定范围内。因为如果零件尺寸不符合要求，在后续热处理过程中可能会导致变形等问题进一步加剧。
还要检查零件的材料成分，这可以通过材料化验单或者光谱分析等方法来确定。不同的材料有不同的热处理特性，例如，碳钢和合金钢的淬火温度、回火温度等参数都有很大差异。正确识别材料是确保热处理工艺正确实施的前提。
表面清理
清理零件表面的油污、铁锈和杂质。油污可以使用有机溶剂（如汽油、丙酮等）进行清洗。对于铁锈，可以采用酸洗（如用稀盐酸溶液）或机械打磨的方法去除。这是因为表面的油污和铁锈等杂质在热处理过程中可能会产生氧化皮，影响零件的表面质量，而且可能会阻碍热量的均匀传递，导致局部过热或加热不足等情况。
二、热处理过程
加热
根据零件材料和所需的表面硬度等性能要求确定加热温度和加热速度。例如，对于渗碳淬火处理的低碳钢零件，加热温度一般在 900 - 950℃左右。加热方式有多种，如在盐浴炉、可控气氛炉或真空炉中加热。
盐浴炉加热速度快，加热均匀，但盐浴成分需要定期调整和维护。可控气氛炉可以有效控制零件表面的氧化和脱碳，对于一些高精度零件的热处理很合适。真空炉则主要用于处理对表面质量要求极高的零件，如航空航天零部件，它可以避免氧化，并且能够精确控制加热过程。
保温
零件达到预定的加热温度后，需要进行一定时间的保温。保温时间的长短取决于零件的尺寸、材料和装炉量等因素。一般来说，零件尺寸越大、装炉量越多，保温时间就越长。例如，一个较大尺寸的齿轮在渗碳过程中，为了使碳能够充分渗入零件表面一定深度，可能需要保温数小时。保温的目的是使零件内外温度均匀，并且使组织充分均匀化，为后续的冷却转变做准备。
冷却
冷却过程是决定零件表面硬度的关键步骤。对于淬火处理，冷却速度要足够快，以获得马氏体组织，从而提高表面硬度。例如，在淬火介质的选择上，常用的有水、油、聚合物淬火剂等。水的冷却速度快，适用于一些形状简单、要求较高硬度的碳钢零件，但容易引起零件变形和开裂。油的冷却速度相对较慢，适合合金钢零件，能够在保证一定硬度的同时减少淬火裂纹的产生。聚合物淬火剂的冷却速度可以通过调整浓度来控制，应用比较灵活。
在冷却过程中，还需要注意零件的冷却方式，对于形状复杂的零件，要采用合适的冷却方法，如分级淬火或等温淬火，以减小热应力和组织应力，防止零件变形和开裂。
回火
回火是紧接着淬火后的一个重要步骤，主要是为了消除淬火产生的内应力，稳定组织，并且调整零件的硬度和韧性之间的平衡。回火温度一般低于淬火温度，例如，对于淬火后的中碳钢零件，回火温度通常在 150 - 650℃之间。根据回火温度和回火次数的不同，可以分为低温回火、中温回火和高温回火。
低温回火主要用于保持高硬度和耐磨性，回火温度一般在 150 - 250℃，适用于刀具、量具等工具类零件。中温回火可以获得较高的弹性极限和屈服强度，回火温度在 350 - 500℃，常用于弹簧等弹性零件。高温回火可以获得良好的综合力学性能，回火温度在 500 - 650℃，主要用于一些重要的机械结构零件，如轴类、连杆等。
三、后期处理
清洗
热处理后的零件表面可能会残留淬火介质（如油、聚合物淬火剂等）或氧化皮等杂质。需要对零件进行清洗，以去除这些杂质。清洗可以采用化学清洗（如用碱性溶液清洗）或机械清洗（如喷砂、抛丸等）的方法。化学清洗能够有效去除油污等有机物，而机械清洗则可以去除氧化皮和表面的一些微观不平，同时还能起到强化表面的作用。
检验
对热处理后的零件进行质量检验。主要包括硬度检验、表面质量检验和尺寸精度检验。硬度检验可以使用洛氏硬度计、维氏硬度计等设备，检查零件表面硬度是否符合要求。表面质量检验包括检查零件表面是否有裂纹、氧化皮过多等缺陷，可以通过磁粉探伤、渗透探伤等无损检测方法进行。尺寸精度检验则是检查零件热处理后的变形情况，通过与热处理前的尺寸对比，确定是否需要进行后续的校直或机械加工来纠正尺寸偏差。
