通常制作齒輪的毛坯材料需要經(jīng)過鍛造，以消除鋼中的碳化物偏析，有利于得到合格的金相組織和性能，確保齒輪在復雜載荷下工作所需要的強度和沖擊韌性，一般的流程為：剪切下料—鍛造—正火或調(diào)質(zhì)—車外圓和拉孔—去應力退火—精加工（拉、插、銑、刨等）—滲碳、低溫氮碳共滲。

齒輪的預備熱處理是指對成形的齒坯進行最常用的熱處理，即退火或正火處理與調(diào)質(zhì)處理。正火或退火一般是安排在鑄造或鍛造之后，即粗加工前進行，目的是獲得良好的切削加工性、消除鋼件鍛造時產(chǎn)生的殘余應力、細化晶粒和改善組織等，減少淬火時變形和開裂的傾向。正火溫度為900~970℃，硬度為156-269HBW。調(diào)質(zhì)處理的目的也是為了細化晶粒和組織的均勻。由于獲得了回火索氏體組織，因此齒坯的韌性更高，該工序一般安排在粗加工后（如低碳鋼）。另外對部分齒輪進行去應力處理，可起到穩(wěn)定組織和減少變形的作用。

對于滲碳齒輪而言，通常的熱處理工序為：清理零件表面—裝爐—滲碳、淬火—中間檢驗—清洗—回火—校花鍵孔。

通常，調(diào)質(zhì)齒輪的特點是尺寸與重量大，設計、加工以及熱處理比較容易，在工作過程中易跑合，要求齒根強度高和抗沖擊能力強，因此在要求不嚴格的重型齒輪傳動中，該類齒輪有比較大的比例。常見調(diào)質(zhì)齒輪材料和熱處理工藝如下：

1.預先熱處理：調(diào)質(zhì)齒輪的坯料熱加工變形后，需要進行預先熱處理以降低硬度、改善切削加工性以及因鍛、軋等不當而產(chǎn)生的晶粒粗大與帶狀組織，消除熱加工時造成的組織缺陷、細化晶粒，從而為齒輪的最后熱處理做好準備。

通常的預備熱處理包括正火或退火處理，對于碳鋼以及低合金鋼，則采用正火或退火處理；對于合金鋼或淬透性較高的鋼，則采用正火+高溫回火或正火+高溫退火。

2.最終熱處理—調(diào)質(zhì)處理：為了獲得所要求的組織與性能，需要對調(diào)質(zhì)齒輪進行淬火+高溫回火處理，以獲得具有良好綜合力學性能的索氏體組織。齒輪加熱完畢，應考慮鋼的淬透性、變形與開裂傾向等，在確保淬透、有效控制變形與避免開裂的前提下，來選擇最佳的淬火冷卻介質(zhì)。

高溫回火時需要考慮鋼的第二類回火脆性問題，對于無此脆性的碳素鋼采用高冷時，而針對合金鋼齒輪則要回火結束后在水中或油中快速冷卻。

3.齒輪熱處理注意事項

 3.1 齒輪正火是必要和關鍵的工序，降低熱加工后的齒輪毛坯硬度、改善組織、消除缺陷是為后面的機械加工以及調(diào)質(zhì)處理奠定良好的基礎。

 3.2 齒輪調(diào)質(zhì)的基本要求為金相組織、硬度與變形等符合要求，因此編制熱處理工藝時，要根據(jù)選擇的熱處理設備性能、加熱溫度、冷卻介質(zhì)、冷卻方式等，進行系列工藝參數(shù)的驗證，找出最佳的工藝參數(shù)。

 3.3 預冷淬火法或雙介質(zhì)淬火法是減少淬火過程中產(chǎn)生熱應力的重要措施，可有效減少變形與開裂；另外，亞溫淬火法是齒輪獲得更好的強韌性效果的方法，也得到了較為廣泛的應用。