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。

新工艺的技术要点如下：
（1）渗碳阶段。优化渗碳中强渗、扩散各阶段的碳势、时间等工艺参数，以较快的渗碳速度达到表面碳浓度、渗碳深度、渗层碳浓度梯度等质量指标。渗碳温度为900℃。
（2）渗碳炉冷阶段。随着炉温的缓慢降低，渗碳表层逐步析出少量细网渗碳体，冷至低于620℃时，作等温停留，此阶段发生奥氏体向珠光体转变，渗碳表面碳化物将发生部分球化作用，为后续淬火做好组织准备。等温阶段碳化物的球化效果主要取决于表层碳含量，如果表面碳浓度偏高，将会形成粗网或大块状碳化物，则球化效果差，因此必须把表面碳浓度控制在0.85~1.00，这是此渗碳复合热处理技术的控制要点之一。