1、正火处理

正火处理可消除齿轮内部过大的应力，增加齿轮的韧性，改善材料的切削性能。正火处理常用于含碳量0.3%～0.5%的优质碳钢或合金钢制造的齿轮。正火齿轮的强度和硬度比淬火或调质齿轮要低，硬度HB163～217。因此，对于机械性能要求不很高或不适合采用淬火或调质的大直径齿轮，常采用正火处理。

2、调质处理

调质处理常用于含碳量0.3%～0.5%的优质碳素钢或合金钢制造的齿轮。调质处理可细化晶粒，并获得均匀的具有一定弥散度的和具有优良综合机械性能的细密球状珠光体类组织-回火索氏体。一般经调质处理后，轮齿硬度可达HB220～285，对尺寸较小的齿轮，其硬度可再高些。调质齿轮的综合性能比正火齿轮要高，其屈服极限和冲击韧性比正火处理的可高出40%左右，强度极限与断面收缩率也高出5%～6%（对于碳钢）。调质齿轮在运行中易跑合、齿根强度裕量大、抗冲击能力强，在重型齿轮传动中占有相当大的比重。为提高软齿面齿轮的抗胶合能力及考虑到小齿轮工作比大齿轮繁重，常用调质的小齿轮与正火或调质的大齿轮相配，其硬度差常在HB20～50。

3、表面淬火

齿轮经表面淬火后需进行低温回火，以便降低内应力和脆性，齿面硬度一般为HRC 45～55。表面淬火齿轮承载能力高，并能承受冲击载荷。通常淬火齿轮的毛坯可先经正火或调质处理，以便使轮齿心部有一定的强度和韧度。

4、渗碳淬火

渗碳淬火齿轮常用含碳量为0.10%～0.25%的合金钢或高合金钢制造。渗碳淬火后，齿面硬度HRC58～62，一般需进行磨齿或珩齿，以消除热处理后引起的变形。这类齿轮具有很高的接触强度和弯曲强度，并能承受较大的冲击载荷。各种载重车辆中的重要齿轮常进行渗碳淬火处理。

5、渗氮

渗氮可提高轮齿的表面硬度、耐磨性、疲劳强度及抗蚀能力。渗氮处理温度低，故齿轮变形极小，无需磨削或只需精磨即可。渗氮齿轮的材料主要有38CrMoAlA、30CrMoSiA、20CrMnTi等。渗氮齿轮由于渗氮层薄（0.15～0.75mm），硬化层有剥落的危险，其承载能力一般不及渗碳齿轮高，不宜于承受冲击载荷或有强烈磨损的场合使用。

6、钢制齿轮的其他热处理方法

钢制齿轮还可采用整体淬火或氰化（碳氮共渗）等方法进行处理。整体淬火齿轮硬度较高，但变形大、韧性差、不耐冲击，故应用较少。氰化齿轮具有硬度高、耐磨性好、变形小、生产率高等优点，适用于碳钢和合金钢。但其硬化层较脆、不耐冲击，且氰有剧毒，必须有安全设施。