根据齿轮毛胚的制造方法，钢制齿轮可以锻造、锻造或用冷轧园钢制造，锻造齿轮因强度高而被广泛使用。各种齿轮钢的冶炼质量有一定的要求，热处理方法也大不相同。热处理方法主要包括.
(1)正火处理。将钢加热到Ac3以上30-500C(铁-碳合金平衡图中马氏体沉淀的开始线)或Acm(铁-碳合金平衡图中渗碳体沉淀在马氏体中的开始线)，保温一段时间后在空气中冷却。这种热处理称为淬火。正火处理可以降低齿轮内的过大应力，提高齿轮的韧性，提高材料的加工性能。正火处理常用于碳钢或碳钢制成的齿轮，含碳0.3%-0.5%。
(2)调质处理。这种热处理操作称为调质处理，是将钢淬火后高温(500^"6500C)淬火。调质处理常用于碳钢或碳钢制成的含碳0.3%-0.5%的齿轮。调质处理可以细化晶粒，得到细腻的球状珠光体结构——回火索氏体，具有一定的均匀散度和优异的综合机械性能。一般经过调质处理后，齿轮强度可以达到HB220-285，对于规格较小的齿轮，其强度可以更高。
(3)感应淬火。感应淬火多用于中碳钢或中碳钢齿轮。它通过改变零件的表面结构来获得高强度的奥氏体，并保持芯的韧性和塑性。感应淬火后，齿轮需要进行低温回火，以降低内应力和脆性。齿面强度一般为HRC45-55。感应淬火齿轮承载能力高，能承受冲击载荷。一般淬火齿轮的毛胚可以先淬火或调质，使齿芯具有一定的强度和韧性。
(4)渗碳淬火。渗碳淬火首先要将齿轮放入渗氮介质中，在900-950℃下加热保温，使齿轮表面增加碳，然后进行淬火，使表面得到奥氏体。碳钢或高合金钢通常由碳含量为0.1%-0.25%的碳淬火齿轮制成。渗碳淬火后，齿面硬度为HRC58^-62，一般应磨齿或f7齿，以减少热处理后的变形。
(5)渗氮。渗氮是将氮原子渗入轮齿表面产生氮化层。渗氮可以提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳极限和耐腐蚀性。渗氮处理温度低，所以齿轮变形很小，不需要切割或者只需要精抛。渗氮齿轮的材料主要有38CrMoA1A.30CrMoSiA,20CrMnTi等。由于渗氮层较薄(约0.15^-0.75mm)，硬化层有脱落的危险，因此承载能力一般不如渗氮齿轮高，不适用于承受冲击载荷或有明显损坏的场所。
