（1）毛坯熱處理。主軸鍛造后要進行正火或退火處理，以消除鍛造內應力，改善金相組織、細化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
（2）預備熱處理。通常采用調質火正火處理，安排在粗加工之后進行，以得到均勻細密的回火索氏體組織，使主軸既獲得一定的硬度和強度，又有良好的沖擊韌性，同時也可以消除粗加工應力。精密主軸經調質處理后，需要切割式樣作金相組織檢查。
（3）熱處理。一般安排在粗磨前進行，目的是提高主軸表面硬度，并在保持心部韌性的同時，使主軸頸或工作表面獲得高的耐磨性和抗疲勞性，以確保主軸的工作精度和使用壽命。熱處理的方法有局部加熱淬火后回火、滲碳滲火和滲氮等，具體應視主軸材料而定。滲碳淬火后還需要進行低溫回火處理，對不需要滲碳的不玩可以鍍銅保護或預放加工余量后再去碳層。
（4）定性處理對于精度要求很高的主軸，在淬火、回火后或粗磨工序后，還需要定性處理。定性處理的方法有低溫人工時效和冰冷處理等，目的是消除淬火應力或加工應力，促使參與奧氏體轉變為馬氏體，穩定金相組織，從而提高主軸的尺寸穩定性，使之長期保持精度。普通精度的CA6140不需要進行定性處理。
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