化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性 ；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

4、淬火介质与冷却技术 理想的淬火介质应该有以下几个特征:(1)质量型:高温阶段快冷,低温阶段慢冷。即裂纹,减少淬火变形。(2)环保型:无有毒、有害烟尘或气体的挥发,不易燃烧,工件淬火后易清洗,对设备无腐蚀,不刺激烧伤皮肤。(3)稳定型:工件淬火后性能均匀稳定,介质本身在一定时期内性能稳定。(4)经济型:高质优价,能耗小。 近几年来,淬火介质发展非常迅速。淬火油性能得到提高,有机聚合物淬火介质的研究和应用达到空前的发展。 5、采用新的表面强化技术和推广氮基气氛的热处理 原有的工具表面处理方法仅限于蒸汽处理、氧氮化等陈旧方法,一般只能提高工具寿命30%~50%。自80年代以来,我国先后独立开发和从国外引进了QPQ盐浴复合处理技术和PVD氧化钛物理涂层技术。前者可以稳定提高工具寿命2~3倍,设备简单,成本低廉,特别适合干普通刀具;后者可以提高刀具寿命3~5倍,适合干各种精密贵重的齿轮刀具。 氮基气氛,用于保护热处理和化学热处理,可以实现无氧化脱碳热处理,并可以避免热处理氮脆,氮基气氛的化学热处理,可以减少内氧化等缺陷,提高化学热处理质量。