活塞杆的热处理工艺，通过改变内部组织结构，直接影响其疲劳寿命，两者的匹配程度决定了活塞杆在反复受力下的耐用性，需结合材料特性与使用环境选择工艺参数。

调质处理是常用基础工艺。将活塞杆加热至820至860℃，保温2至4小时后油冷，再经500至600℃回火，使材料获得回火索氏体组织，硬度控制在28至32HRC。这种组织韧性与强度均衡，能减少应力集中导致的裂纹萌生，适用于中等负载的液压油缸活塞杆，经此处理后，疲劳寿命可达到100万次以上。

表面淬火工艺提升表层耐磨性。采用感应加热将活塞杆表面加热至900至950℃，迅速水冷，使表层形成马氏体组织，硬度达55至60HRC，心部仍保持调质状态。表层高硬度可抵抗磨损，心部韧性则缓解冲击，适合频繁伸缩的活塞杆，如工程机械中的动臂油缸，但淬硬层深度需控制在2至5毫米，过深会降低心部韧性，反而缩短疲劳寿命。

渗氮处理适用于高精度场景。在500至560℃的氨气氛围中，氮原子渗入活塞杆表面，形成氮化层，厚度0.1至0.3毫米，硬度700至900HV。氮化层摩擦系数低，且处理温度低，工件变形小，适合细长活塞杆（长径比＞20），可避免调质后的变形校正，其疲劳寿命比调质处理提升30%至50%，但渗氮层较脆，不耐剧烈冲击。

低温回火工艺影响残余应力。淬火后的活塞杆若回火温度过低（＜450℃），残余应力无法充分释放，在循环载荷下易产生裂纹；回火温度过高（＞650℃），则强度下降，承载能力降低。需根据材料成分调整，如45钢活塞杆回火温度500至550℃，20CrMnTi则需560至600℃，确保残余应力控制在200MPa以下。

热处理后的表面状态也关联疲劳寿命。磨削加工后的活塞杆表面粗糙度需≤Ra0.8μm，粗糙度过高会形成应力集中点，加速疲劳裂纹扩展。同时，需避免磨削烧伤，烧伤区域的组织脆化，在受力时易成为断裂起点，降低疲劳寿命。

不同工况需匹配不同工艺。高频振动环境中的活塞杆，优先选择调质+表面淬火，平衡韧性与耐磨性；高精度、低冲击场景则适合渗氮处理。合理的热处理工艺可使活塞杆在承受拉伸、压缩、弯曲的复合应力时，延缓疲劳裂纹的产生与扩展，成为延长其使用寿命的核心技术手段。