真空熱處理的功效便是提升原材料的物理性能、清除內應力和改進金屬材料的鉆削工藝性能。依照真空熱處理不一樣的目地，真空熱處理加工工藝可分成兩類：準備真空熱處理和最后真空熱處理。
1.準備真空熱處理
準備真空熱處理的目地是改進生產加工特性、清除熱應力和為最后真空熱處理提前準備優良的合金成分。其真空熱處理加工工藝有淬火、淬火、時效性、熱處理等。
（1）淬火和淬火
淬火和淬火用以歷經熱處理的毛胚。碳含量超過0.5%的碳素鋼和碳素鋼，為減少其強度便于鉆削，常選用退火處理；碳含量小于0.5%的碳素鋼和碳素鋼，為防止其強度過低鉆削時粘刀，而選用淬火工藝。淬火和淬火行遠必自優化晶體、勻稱機構，為之后的真空熱處理作提前準備。淬火和淬火常分配在毛胚生產制造以后、初加工以前開展。
（2）時效處理
時效處理關鍵用以清除毛胚生產制造和機械加工制造中造成的熱應力。
為防止太多運送勞動量，針對一般精密度的零件，在精加工前分配一次時效處理就可以。但精密度規定較高的零件（如坐標銑床的殼體等），應分配2次或多次時效處理工藝流程。簡易零件一般并不開展時效處理。
除鑄造件外，針對一些剛度較弱的精細零件（如精細滾珠絲杠），為清除生產加工中造成的熱應力，平穩零件加工精密度，經常在初加工、半精加工中間分配數次時效處理。一些軸類零件生產加工，在學校直工藝流程后還要分配時效處理。
（3）熱處理
熱處理就是在淬火后開展高溫淬火解決，它能得到勻稱細膩的淬火屈氏體機構，為之后的表層淬火和滲氮解決時降低形變作提前準備，因而熱處理也可做為準備真空熱處理。
因為熱處理后零件的綜合性物理性能不錯，對一些強度和耐磨性能規定不太高的零件，也可做為最后真空熱處理工藝流程。
2.最后真空熱處理
最后真空熱處理的目地是提高硬度、耐磨性能和抗壓強度等物理性能。
（1）淬火
淬火有表層淬火和總體淬火。在其中表層淬火由于形變、空氣氧化及滲碳較小而運用較廣，并且表層淬火還具備外界抗壓強度高、耐磨性能好，而內部保持穩定的延展性、抗撞擊力強的優勢。為提升表層淬火零件的物理性能，常需開展熱處理或淬火等真空熱處理做為準備真空熱處理。其一般加工工藝路經為：開料--煅造--淬火（淬火）--初加工--熱處理--半精加工--表層淬火--精加工。
（2）滲碳淬火
滲碳淬火適用高碳鋼和高合金鋼，先提升零件表面的碳含量，經淬火后使表面得到高的強度，而芯部仍維持一定的抗壓強度和較高的延展性和塑性變形。滲碳分總體滲碳和部分滲碳。部分滲碳時對不滲碳一部分要采用防水層對策（電鍍銅或鍍防水層原材料）。因為滲碳淬火形變大，且滲碳深層一般在0.5~2毫米中間，因此滲碳工藝流程一般分配在半精加工和精加工中間。
其加工工藝路經一般為：開料-煅造-淬火-粗、半精加工-滲碳淬火-精加工。
當部分滲碳零件的不滲碳一部分選用增加容量后，摘除不必要的滲碳層的加工工藝計劃方案時，摘除不必要滲碳層的工藝流程應分配在滲碳后，淬火前開展。
（3）滲氮解決
滲氮是使氮原子滲透到金屬表層 得到一層含氮化合物的解決方式。滲氮層能夠 提升零件表層的強度、耐磨性能、疲勞極限和抗蝕性。因為滲氮解決溫度較低、形變小、且滲氮層較薄（一般不超過0.6~0.7mm），滲氮工藝流程應盡可能靠后分配，為減少滲氮時的形變，在鉆削后一般需開展清除地應力的高溫淬火。