齿轮零件热处理是一种常见热处理。齿轮类零件的主要作用是传递扭矩、调节速度、改变运动方向。一对相互啮合的齿轮，是通过齿面的接触、滑动传递动力，所以齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力并有强烈的摩擦和磨损。在换档、启动、啮合不良时，承受一定的冲击载荷。常见的失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。
汽车齿轮的任务是将发动机的动力传递到后轮，承受重载和大的冲击力，工作条件比机床齿轮复杂，要求齿面具有高的硬度（60～62HRC）和耐磨性、齿心部具有高的强度和优良的韧性，考虑到渗碳工艺性的要求和淬透性的问题，可选用20CrMnTi钢。其工艺路线为：
下料→锻造→正火→粗加工、半精加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→校正花键孔→精磨齿。
渗碳是为了提高表层的碳含量。淬火是为了使表层获得高碳马氏体和碳化物，具有高的硬度（58～62HRC）、耐磨性和疲劳强度；心部获得低碳马氏体，硬度可达到33～48HRC，具有高的强韧性。低温回火消除淬火应力、提高抗冲能力、防止产生磨削裂纹。喷丸可增大渗碳层的压应力，有利于提高疲劳强度。
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