轴承热处理是提高轴承内在质量的关键加工工序，主要目的是通过热处理使材料组织转变，提高材料机械性能，从而有效提升轴承的耐磨性和强韧性，延长轴承的使用寿命。轴承热处理指的是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。提到热处理，就不得不提工业”四火“了，即退火、正火、淬火、回火，这是热处理中的四种基本工艺，其中的淬火与回火关系密切，经常配合使用，缺一不可。
十字滚子轴承热处理后常见的质量缺陷有：淬火组织过热、过热、淬火裂纹、硬度不足、热处理变形、表面脱碳、软点等。
1、过热
轴承淬火后的显微组织可以从轴承零件的粗糙开口处观察到，但必须观察显微组织才能准确判断过热程度。如果gcr15钢的淬火组织中出现粗大针状马氏体，则为淬火过热组织。其原因可能是淬火温度过高或加热保温时间过长造成的整体过热，也可能是原组织中带状碳化物严重，两带之间的低碳区出现粗大针状马氏体造成的局部过热。过热组织中的残余奥氏体增加，尺寸稳定性降低。由于淬火组织过热，钢的晶粒粗大，会降低零件的韧性和抗冲击性能，轴承的使用寿命也会降低。严重过热会导致淬火裂纹。
2、欠热
淬火温度水平偏低或冷却系统不良则会在显微组织中产生时间超过国家标准管理规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响交叉滚子轴承使用寿命。
3、淬火裂纹
轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹，造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂，在交叉滚子轴承钢球上的形状有s形、t形或环型，淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。
4、热处理变形
轴承零件在热处理过程中，由于受加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和尺寸等因素的影响，会产生热应力和组织应力，这些应力可以相互叠加或部分抵消，而且复杂多变，因此热处理变形是不可避免的。了解和掌握其变化规律，可使轴承零件(如套圈椭圆、尺寸增大等)的变形在可控范围内，有利于生产。当然，热处理过程中的机械碰撞也会引起零件变形，但通过改进操作可以减少和避免这种变形。
5、表面脱碳
滚子轴承零件在热处理过程中，如果在氧化性介质中加热，表面会被氧化，使零件表面碳的质量分数降低，造成表面脱碳。如果表面脱碳层的深度超过加工余量，零件将报废。在金相检验中，表面脱碳层的深度可用金相法和显微硬度法测量。以表层显微硬度分布曲线的测量方法为准，可作为仲裁标准。
6、软点
由于加热时间不足，冷却系统不良，淬火操作方法不当等原因分析造成的工业发展机器人轴承零件表面局部硬度不够的现象称为淬火软点，它像表面脱碳一样都是可以自己造成影响表面耐磨性和疲劳强度的严重程度下降。
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