化学热处理是将抛光机置于含有欲渗元素的活性介质中,加热到一定温度后进行保温,使渗入元素被吸附并扩散进入其表层,改变其化学成分致使工件表面层的组织结构和性能发生变化。这种工艺过程称为化学热处理。根据表面渗人元素的不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮礙氮共渗等。化学热处理能有效地提高锕件表层耐磨性、耐蚀性抗氧化性以及疲劳强度等。
　
  　(1)渗碳　渗碳是把低碳钢、低碳合金钢钢件在富碳活性介质中(如煤油甲醇等的热分解产物)加热至奥氏体状态(920~-930℃)保温足够的时间,使表层达到所要求的碳含量(质景分数为0.8%—1.2%)和滲碳层深度(0.25-20m),再经淬火和低温回火处理。这样能使工件在保持其心部原有高韧性的条件下,获得高硬度的和具有残余压应力的表层,从而提高了工件表面的耐磨性和疲劳强度。由于渗碳温度高,直接淬火变形较大,为了减少变形,应根据零件的形状和所用钢材热处理工艺的特点,采用不同的淬火方法。处理后需进行精加工。主要用于齿轮、主轴、滚珠丝杠、活塞销和凸轮轴等。
　
　  (2)渗氮渗氮  是向钢件表面渗氮。渗氮过程是将工件加热到500~650℃,通入氨气(NH3分解出N),保温足够长的时间(20~100h),其表面氮原子浓度大大增加,氮渗入钢后形成各种氮化物。为了获得高硬度的氮化层,钢中需含有能形成稳定氮化物的合金元素,如铝铬、铝、钒,钛等。进行渗氮工艺的钢一般采用渗氮钢和含铬、钼的模具钢和结构钢。渗氮后不需淬火,表层硬度可达1000~1200HNV,有很高的耐磨性和抗咬合性,有高的疲劳强度和高的耐蚀性。在滲氯前钢件必须进行调质处理,使心部具有高的综合力学性能。由于渗氮温度低,渗氮后又不需淬火,故渗氮后变形较小。又由于渗氮层较薄(约5mm),处理时间长,成本比较高,所以只适用于精度要求高的零件,例如特密机床的丝杠、主轴,镗床的镗杆等。出于渗氮时间长,而且又需要应用专用钢种,因此使其应用受到一定的限制。
　
　　(3)离子渗氯  离子渗氮是将工件放入真空容器内,通人氮气或氮氢混合气体,以工件为阴极,容器壁为阳极,在133-1330Pa的气压下利用解光放电,使离子化的氯扩散渗入钢中形成氮化物,提高了钢的硬度。与渗氮相比,离子渗氮所需的时间短,处理的钢种范围广,但处理后硬度低于渗氮的硬度,设备费用高。主要用于金属模具、切削工具、曲轴和丝杠等。
　
　　(4)气体氯碳共渗  气体氮碳共渗是以渗氨为主的碳、氯共渗过程,渗剂为尿素、甲酰胺、三乙醇胺(加热时分解出氮和碳),气体氮碳共渗温度为570℃左右,时间一般为几小时,处理的材料也比较广泛。不同钢种氮碳共渗后的硬度范围为450~900HV。主要用于曲轴、缸套、活塞环、花键滚刀、铣刀、热锻模和压铸模等。
　
　　(5)碳氮共渗  碳氮共渗是将钢件放在能产生碳、氮活性原子的化学介质中加热至奥氏体状态(800~900℃),使碳和氮同时渗入钢件表面,渗后可直接淬火,淬火后需低温回火。与渗碳相比,加热温度低,加热时间短,淬火变形小,但渗层较薄。主要用于齿轮,主轴,滚珠丝杠等零件。
　
　　(6)渗硫、硫氮共渗、硫氮碳共渗　渗硫是零件在含硫介质中加热,使钢或铸铁表面形成硫化物渗层,渗硫层呈致巒多孔的鱗片状,硬度不高,可在接触面之间滑动,降低了摩擦因数,避免两个金属表面的直接接触,提高了抗粘着磨损的能力。滲硫适用于经过研磨的表面硬化(淬火低温回火、渗碳、高频淬火)的工件主要用于高速钢刀具、铣刀、搓丝板、冲模、内燃机的凸轮、摇臂、行星齿轮等零件。
　
　　硫氮共渗或硫氮碳共渗是将渗硫与渗氮或与氮碳共渗相结合。共渗层的外层主要是渗硫层,摩擦因数小,抗粘着性***;共渗层的内层是硬度高的氮化层或氯碳共渗层。因而这种渗层兼有渗硫层与渗氮层的***点。主要用于高速钢插齿刀和铣刀、不锈钢切断刀、冷冲模、齿轮丝杠、飞机轮轴的高速钢专用轴承、汽车油泵活塞及缝纫机零件等。
　
　 (7)蒸汽处理、氧氮化处理　蒸汽处理是将工件在540~560℃过热蒸汽中加热,使其表面形成薄的多孔性的氧化膜(FeQ4),此表面氧化膜能贮油,并有减摩及润滑作用,经过这样工艺处理后的高速钢刀具,在加工时使刃部不易结瘤,可以提高刀具的使用寿命。这一工艺主要用于高速钢刀具的处理
　　氧氮化处理是将蒸汽处理与渗氮相结合,兼有氧化层与渗氮层的***点。主要用于抛光机高速钢刀具的处理。