本发明公开了一种超精密机械加工用铝合金铸件热处理装置，涉及铝合金铸造技术领域，包括制冷箱，制冷箱的顶端固定连接处理箱，处理箱内设有分离冷却装置和搅拌均匀装置，制冷箱内设有制冷机构，制冷线和处理箱内还设有水循环机构，所述分离冷却装置包括分别固定设置于中间座顶端和底端的顶架与底壳，顶架与底壳之间连接有传动带，传动带的外部固定连接多个送料板，本发明通过在处理箱内设置分离冷却装置和搅拌均匀装置能够对多个高温铸件进行分离依次有序的进行冷却降温处理，对批量的铝合金逐渐的处理效果好且效率高，能够有效的加快铸件的铸造加工速度，且通过设置水循环机构能够实现水资源循环利用，符合绿色环保理念。