1、正火處理
正火處理可消除齒輪內部過大的應力，增加齒輪的韌性，改善材料的切削性能。正火處理常用于含碳量0.3%～0.5%的優(yōu)質碳鋼或合金鋼制造的齒輪。正火齒輪的強度和硬度比淬火或調質齒輪要低，硬度HB163～217。因此，對于機械性能要求不很高或不適合采用淬火或調質的大直徑齒輪，常采用正火處理。
2、調質處理
調質處理常用于含碳量0.3%～0.5%的優(yōu)質碳素鋼或合金鋼制造的齒輪。調質處理可細化晶粒，并獲得均勻的具有一定彌散度的和具有優(yōu)良綜合機械性能的細密球狀珠光體類組織-回火索氏體。一般經調質處理后，輪齒硬度可達HB220～285，對尺寸較小的齒輪，其硬度可再高些。調質齒輪的綜合性能比正火齒輪要高，其屈服極限和沖擊韌性比正火處理的可高出40%左右，強度極限與斷面收縮率也高出5%～6%（對于碳鋼）。調質齒輪在運行中易跑合、齒根強度裕量大、抗沖擊能力強，在重型齒輪傳動中占有相當大的比重。為提高軟齒面齒輪的抗膠合能力及考慮到小齒輪工作比大齒輪繁重，常用調質的小齒輪與正火或調質的大齒輪相配，其硬度差常在HB20～50。
3、表面淬火
齒輪經表面淬火后需進行低溫回火，以便降低內應力和脆性，齒面硬度一般為HRC 45～55。表面淬火齒輪承載能力高，并能承受沖擊載荷。通常淬火齒輪的毛坯可先經正火或調質處理，以便使輪齒心部有一定的強度和韌度。
4、滲碳淬火
滲碳淬火齒輪常用含碳量為0.10%～0.25%的合金鋼或高合金鋼制造。滲碳淬火后，齒面硬度HRC58～62，一般需進行磨齒或珩齒，以消除熱處理后引起的變形。這類齒輪具有很高的接觸強度和彎曲強度，并能承受較大的沖擊載荷。各種載重車輛中的重要齒輪常進行滲碳淬火處理。
5、滲氮
滲氮可提高輪齒的表面硬度、耐磨性、疲勞強度及抗蝕能力。滲氮處理溫度低，故齒輪變形極小，無需磨削或只需精磨即可。滲氮齒輪的材料主要有38CrMoAlA、30CrMoSiA、20CrMnTi等。滲氮齒輪由于滲氮層薄（0.15～0.75mm），硬化層有剝落的危險，其承載能力一般不及滲碳齒輪高，不宜于承受沖擊載荷或有強烈磨損的場合使用。
6、鋼制齒輪的其他熱處理方法
鋼制齒輪還可采用整體淬火或氰化（碳氮共滲）等方法進行處理。整體淬火齒輪硬度較高，但變形大、韌性差、不耐沖擊，故應用較少。氰化齒輪具有硬度高、耐磨性好、變形小、生產率高等優(yōu)點，適用于碳鋼和合金鋼。但其硬化層較脆、不耐沖擊，且氰有劇毒，必須有安全設施。
