粉末冶金齒輪熱處理有助于提高結構件的耐磨性，提高機械性能，特別是提高疲勞強度。粉末冶金齒輪常用的熱處理有滲碳及碳氮共滲兩種。
熱處理：㈠表面淬火：①奧氏體化：在非脫碳氣氛中，部件加熱到高于A3（相界線GS）50℃的溫度并保持在這一溫度下。②淬火：由奧氏體化溫度，或由稍低一點的溫度但仍高于A3的溫度，將部件淬入油中，由此奧氏體轉變為硬而脆的馬氏體。③回火：為消除奧氏體轉變為馬氏體引起的高內應力，部件在150 ℃與550 ℃之間的溫度下進行回火。可以降低脆性，提高韌性。
硬化層深度：粉末冶金齒輪由于顯微孔隙的存在，有利滲碳氣氛的流入，導致硬化層較一般鋼件深。自表面到平均顯微硬度降到550MHV0.1地方的距離。
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