為提高材料的力學性能、改善材料的精密零件加工性能和消除工件的內應力，在工藝過程中要適當安排一些熱處理工序。熱處理工序在工藝路線中的安排主要取決于零件的材料和熱處理的目的。

1、預備熱處理；預備熱處理的目的是改善材料的切性能，消除毛坯制造時的殘余應力，改善組織。其工序位置多在機械加工之前，常用的有退火、正火等方法。

2、消除殘余應力；由于毛坯在制造和精密零件加工過程中產生的內應力，會引起工件變形，影響加工質量，因此要安排消除殘余應力熱處理。

消除殘余應力熱處理最好安在粗加工之后精加工之前，對精度要求不高的零件，一般將消除殘余應力的人工時效和退火安排在毛坯進機加工車間之前進行。

對精度要求較高的復雜鑄件，在機加工過程中通常安排兩次時效處理:鍛造→粗加工→時效一半精加工→時效一精加工。對高精度件，如精密絲杠、精密主軸等，應安排多次消除殘余應力熱處理，甚至采用冰冷處理以穩定尺寸。

3、最終熱處理；最終熱處理的目的是提高精密零件加工零件的強度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序(磨削加工)之前。常用的有淬火、滲碳、滲氮和碳氮共滲等。