变速箱是汽车的主要构成部分，并且是汽车的重要受力单元。重型汽车因为载重大、路况差，因此变速箱就会受到频繁冲击，鉴于此，重型汽车变速箱齿轮应该具备高强度、高耐磨性、高抗疲劳强度、高冲击韧性等机械性能，而这就需要严格控制热处理环节。
一，变速箱齿轮的材料选择：
1、选材的原则：零件材料的选择应根据零件的使用性能要求及加工工艺性能、经济成本要求进行选择：
1)、使用性能要求：使用性能是指零件在正常使用状态下，材料应具备的性能，是保证零件工作ān quán可靠、经久耐用的必要条件。零件在选材时，首先要根据零件的工作条件和失效形式，正确判断所要求的使用性能，再根据主要的使用性能指标来选择合适的材料。
通过对变速箱齿轮的工作条件、失效形式的分析，并根据零件的几何尺寸、使用寿命要求，就能确定出零件应具有的主要力学性能指标。
2)、加工工艺性能要求：
变速箱齿轮常用的加工工艺路线为：
下料→锻造→正火→粗、半精切削加工→渗碳→淬火、低温回火→喷丸处理→加工花键→磨端面→磨齿→Z终检验
根据以上工艺要求，变速箱齿轮的工艺性能要求如下：
3)、选材时还应充分考虑经济性：
在保证使用性能的前提下，应尽可能选用价格低、货源足、加工方便、总成本低的材料。
2、材料的选择：根据以上使用性能和加工工艺、加工成本的综合要求，可基本确定为低C%合金结构钢：即我们常用的合金渗碳钢。从目前我国汽车制造厂常用的金属材料来看，汽车变速箱齿轮多采用20CrMnTi。
二、热处理工序位置及热处理工艺选择：
热处理是机械制造过程中的重要工序。变速箱齿轮的热处理工序位置及热处理工艺选择、安排是否得当，对于零件的质量及切削加工性能起着至关重要的作用。根据热处理的目的及工序位置不同，热处理分为预备热处理和Z终热处理。
1.预备热处理的工序位置及热处理工艺选择：
为经过锻造的变速箱齿轮毛坯的内应力、细化晶粒、均匀组织，并改善切削加工性能，为淬火作好组织准备，一般在锻造之后、切削加工之前，可采用退火或正火作为预备热处理。由于变速箱齿轮尺寸较小，且厚度较均匀，在正火、退火均可使用的前提下，为提高工作效率，宜选用正火作为预备热处理。
2.Z终热处理的工序位置：
Z终热处理包括各种淬火、回火、表面热处理等。零件Z终热处理之后，即可获得所需的力学性能：因零件硬度较高，除磨削加工之外不宜进行其他形式的切削加工，故Z终热处理均安排在半精加工之后，磨削加工之前。
3.Z终热处理工艺方法选择：
根据变速箱齿轮的工作条件及失效形式，对变速箱齿轮的技术条件要求如下：
齿轮根部σb＞1000Mpa，ak＞60J/cm2；
齿面硬度58～64HRC，心部硬度30～42HRC。
根据以上技术条件，变速箱齿轮材料：20CrMnTi采用的Z终热处理工艺为：先渗碳，使表面碳含量增加，心部仍维持低的含碳量，保持心部较高的强度和冲击韧性；渗碳之后进行淬火和低温回火，使轮齿表面硬度达到高硬度要求，心部仍维持较低的硬度。
三、热处理工艺特性对齿轮质量和寿命的影响：
正确分析和理解热处理性能指标，对保证零件的质量，满足使用性能的要求，延长零件的使用寿命，具有重大意义。主要的热处理工艺性能指标及要求如下：
1、淬透性：
淬透性的波动范围直接影响到齿轮的产品质量。淬透性过低，则制成的齿轮渗碳淬火后，心部硬度低于技术条件规定的数值，疲劳试验时，齿轮的疲劳寿命降低；若淬透性过高，则齿轮渗碳淬火后，内孔收缩量过大而影响齿轮装配。
由于淬透性对轮齿心部的硬度和畸变有重大影响，GB5216-85规定：用于制造齿轮的20CrMnTi的淬透性指标为：距水冷端9咖处的硬度为３０～42HRC。
2、变形开裂倾向：
齿轮在淬火时因加热或冷却速度太快，加热或冷却不均匀都可能造成工件变形甚至开裂。因此，设计齿轮时，在结构上应尽量避免尖角或厚薄断面的突然变化；淬火时，尽量选择冷却速度较慢的专用淬火油进行淬火。通过以上手段来减少变形开裂倾向。
3、淬硬性：
淬硬性指钢在正常淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的Z高硬度。淬硬性主要取决于钢中的含碳量。含碳量越高，淬火后硬度越高。变速箱齿轮通过渗碳使齿轮表面达到高含碳量，淬火后使齿轮表面达到：齿面硬度58～64HRC，才能满足齿轮表面高硬度、高耐磨的特性，保证齿轮齿面有足够的使用寿命，不发生齿面点蚀和磨损。
影响热处理性能的因素还有钢的回火稳定性、过热敏感性、回火脆性和尺寸稳定性等，只有正确处理以上各种因素对热处理的影响，才能保证变速箱齿轮的正常使用，进一步提高变速箱齿轮的质量和寿命。 http://www.hongchengzs.com/