Для повышения износостойкости деталей на их поверхности наплавляют металл с более высокими характеристиками твердости и прочности. Наплавку выполняют специальными электродами (Т-540, Т-590, 12АН/ЛИВТ, 13КН/ЛИВТ).

Термическая обработка деталей состоит из объемной и поверхностной закалки. Объемная закалка заключается в нагреве стальных деталей, в зависимости от содержания в металле углерода до температуры 750—900 °С и в последующем быстром охлаждении на воздухе, в воде, масле или расплавах солей. Применяют также ступенчатое охлаждение в различных средах. С целью снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости закаленные детали подвергают отпуску: нагреву до температуры 350—500°С и охлаждению.

Поверхностная закалка заключается в нагреве тонкого (глубиной 15% толщины детали) поверхностного слоя. Крупногабаритные детали — крановые колеса, большие зубчатые колеса нагревают специальными горелками, более мелкие — токами высокой частоты. Поверхностная закалка увеличивает долговечность деталей в 5 раз и более и в некоторых случаях успешно заменяет более дорогостоящую цементацию. При поверхностной закалке твердость слоя к центру детали постепенно убывает, в результате улучшаются ее эксплуатационные свойства: незакаленные внутренние слои обеспечивают высокую ударную вязкость, а закаленный поверхностный слой — износостойкость.

Химико-термическая обработка повышает износостойкость и сопротивление усталости за счет увеличения твердости поверхностного слоя и образования в нем остаточных напряжений сжатия путем насыщения поверхностного слоя углеродом (цементация) или азотом (азотирование) и последующей его термообработки.

Цементацию выполняют при температуре примерно 1000 °С в газообразной, жидкой или твердой среде, содержащей углерод; скорость процесса 0,1—0,3 мм/ч, глубина цементированного слоя 0,5—2,5 мм, твердость после закалки 50—60 HRC.

Азотирование применяют с целью повышения износостойкости деталей из чугуна и легированных сталей и улучшения антикоррозионных свойств деталей из низкоуглеродистых конструкционных сталей. Процесс происходит при температуре 600—700 °С, глубина азотированного слоя 0,1—0,5 мм. Твердость конструкционных сталей увеличивается незначительно, а для легированных сталей после закалки достигает 50% и выше.

Химико-термической обработке подвергают зубчатые колеса, коленчатые валы, гильзы цилиндров и другие ответственные детали.

Для повышения износостойкости поверхностей деталей применяют хромирование и осталивание путем электролиза.