通常制作齿轮的毛坯材料需要经过锻造，以消除钢中的碳化物偏析，有利于得到合格的金相组织和性能，确保齿轮在复杂载荷下工作所需要的强度和冲击韧性，一般的流程为：剪切下料—锻造—正火或调质—车外圆和拉孔—去应力退火—精加工（拉、插、铣、刨等）—渗碳、低温氮碳共渗。

齿轮的预备热处理是指对成形的齿坯进行最常用的热处理，即退火或正火处理与调质处理。正火或退火一般是安排在铸造或锻造之后，即粗加工前进行，目的是获得良好的切削加工性、消除钢件锻造时产生的残余应力、细化晶粒和改善组织等，减少淬火时变形和开裂的倾向。正火温度为900~970℃，硬度为156-269HBW。调质处理的目的也是为了细化晶粒和组织的均匀。由于获得了回火索氏体组织，因此齿坯的韧性更高，该工序一般安排在粗加工后（如低碳钢）。另外对部分齿轮进行去应力处理，可起到稳定组织和减少变形的作用。

对于渗碳齿轮而言，通常的热处理工序为：清理零件表面—装炉—渗碳、淬火—中间检验—清洗—回火—校花键孔。

通常，调质齿轮的特点是尺寸与重量大，设计、加工以及热处理比较容易，在工作过程中易跑合，要求齿根强度高和抗冲击能力强，因此在要求不严格的重型齿轮传动中，该类齿轮有比较大的比例。常见调质齿轮材料和热处理工艺如下：

1.预先热处理：调质齿轮的坯料热加工变形后，需要进行预先热处理以降低硬度、改善切削加工性以及因锻、轧等不当而产生的晶粒粗大与带状组织，消除热加工时造成的组织缺陷、细化晶粒，从而为齿轮的最后热处理做好准备。

通常的预备热处理包括正火或退火处理，对于碳钢以及低合金钢，则采用正火或退火处理；对于合金钢或淬透性较高的钢，则采用正火+高温回火或正火+高温退火。

2.最终热处理—调质处理：为了获得所要求的组织与性能，需要对调质齿轮进行淬火+高温回火处理，以获得具有良好综合力学性能的索氏体组织。齿轮加热完毕，应考虑钢的淬透性、变形与开裂倾向等，在确保淬透、有效控制变形与避免开裂的前提下，来选择最佳的淬火冷却介质。

高温回火时需要考虑钢的第二类回火脆性问题，对于无此脆性的碳素钢采用高冷时，而针对合金钢齿轮则要回火结束后在水中或油中快速冷却。

3.齿轮热处理注意事项

 3.1 齿轮正火是必要和关键的工序，降低热加工后的齿轮毛坯硬度、改善组织、消除缺陷是为后面的机械加工以及调质处理奠定良好的基础。

 3.2 齿轮调质的基本要求为金相组织、硬度与变形等符合要求，因此编制热处理工艺时，要根据选择的热处理设备性能、加热温度、冷却介质、冷却方式等，进行系列工艺参数的验证，找出最佳的工艺参数。

 3.3 预冷淬火法或双介质淬火法是减少淬火过程中产生热应力的重要措施，可有效减少变形与开裂；另外，亚温淬火法是齿轮获得更好的强韧性效果的方法，也得到了较为广泛的应用。