齿轮热处理畸变的情况很复杂，是全部冷、热加工工序影响因素的综合反映。机械加工产生的残留应力，热处理过程的热应力、组织应力均会对变形产生一定的影响。而它们的影响因素较多，涉及原材料、工件结构形状设计、整个工艺过程、技术要求、机加工方法、加工条件、热处理工艺（加热、冷却）、工装等。有时单从热处理方面采取措施来解决齿轮的变形有一定的困难，故要从冷、热加工全过程的各种因素来考虑，具体情况具体分析，采取相应措施，排除或减弱不利因素的影响程度，这是减少齿轮热处理畸变的有效方法。下面列出了低合金钢渗碳淬火的变形因素。

1）原材料。在齿轮选材正确的前提下，原材料的纯洁性、均匀性、淬透性（简称“三性”）是影响渗碳淬火齿轮变形的主要因素。①纯洁性指材料的纯净度，钢中存在杂质会使钢的基体分割成许多成分、性能、状态各异的小区域，严重时不仅使工件渗碳淬火后的畸变大，而且可能引发裂纹，并降低材料的力学性能。因此希望杂质尽可能少，通常非金属夹杂物控制在≤2级。②均匀性包括成分、组织及缺陷分布的均匀性。成分不均的偏析导致渗碳淬火后工件各部位的组织、力学性能、应力分布不同，难免出现畸变。出现的带状组织、混晶、魏氏组织等不良组织对变形影响也很大。一般要求原材料的带状组织≤2级。③淬透性包括淬透性值的高低及淬透性带的宽窄。通常淬透性值太高，冷却时马氏体转变更为剧烈，工件畸变更大，甚至出现裂纹。普遍认为J9的大小最为关键，J9=28～42HRC对于汽车齿轮比较合适；J9＞42HRC时，材料在渗碳淬火后不仅畸变更大，而且在使用过程中易产生脆断。至于淬透性带，通常认为较窄的好，带宽太大说明成分的均匀性差，淬火后变形无规律，一般要求≤6～7HRC（国外有的要求为3HRC）。控制材料“三性”主要有精选炉料、严格控制钢液成分，必要时采用炉外精炼，钢液冷却时适当增大结晶速度，减少枝晶的形成。注意锻轧时温度（包括加热温度、始锻轧温度及终锻轧温度）及锻轧比，有条件的增加高温均匀化退火处理。

2）工件结构形状设计。为了减小变形，工件设计时应尽量避免尖角、薄壁、台阶等结构，对那些不可或缺的孔、槽、筋等，应力求分布均匀、对称，截面急变的区域应设计有均匀过渡区，如设置圆角、斜角等结构，以及减小应力集中。

3）锻造。锻造不仅成形，而且改善材料的内在缺陷，压合空洞，减少疏松等，可提高材料的均匀性、致密性，并形成合理的流线结构，提高强度。如锻造中形成过程组织、折叠、裂纹、不合理的流线分布、严重的带状组织、残留应力等，均会严重影响渗碳淬火畸变，甚至造成开裂。

4）正火。正火是渗碳前的一种常用的预备热处理工艺，良好的正火处理能达到减小及防止工件热处理畸变的目的。普通正火由于工件的加热、冷却不均匀，使其硬度和组织不均匀，还易形成粒状贝氏体组织，增大齿轮渗碳淬火的畸变。近年来国内外广泛采用的等温正火工艺（有人称等温退火），由于采用连续式炉，加热、冷却可控，获得均匀的组织和硬度，使渗碳淬火的畸变更小。从正火温度冷至等温温度的降温速率以多大为佳，目前尚无定论。有人认为应快些（10℃/s），以求得到更多、更细的珠光体。国内大多为3℃/s，正火组织中铁素体量高达50%。

5）机加工。机加工残留应力和表面粗糙度等淬火畸变影响也很大。曾有人发现，渗碳淬火前在工件上打上一小小钢印，其残留应力就使畸变增大0.01～0.08mm。表面粗糙度Ra为3.2μm时，公法线长度一般胀大0.03～0.05mm，表面粗糙度优于Ra为0.8μm时，公法线长度变化明显减小。

6）渗碳淬火。①设备。具有良好的炉温均匀性、密封性和气氛均匀性的设备，使渗碳件的质量稳定，其淬后的畸变小。②工件装夹。应使工件得到合理的支撑，避免因自重引起高温下的形变，并应力求使工件加热、冷却均匀，达到可减小畸变和确保变形的规律性。具体的工装夹具应按工件的形状尺寸、处理设备，通过经验摸索或计算机模拟得出。③工艺。一般认为降低渗碳温度和淬火加热温度对减小畸变效果显著。合理调整强渗期与扩散期的比例，控制渗层的碳质量分数和碳量分布，不仅能优化渗层组织，而且可减小畸变。相对而言，淬火过程对畸变的影响更为显著。选择合适的淬火介质、介质的使用温度、冷却液的合理搅拌及流向，做到工件均匀冷却，对于减少工件的畸变起着至关重要的作用。

7）关于齿形齿向的变形。齿形齿向一般不再加工，其变形会降低齿轮精度，从而降低运动的平稳性，增大机械噪声。低碳合金钢齿轮渗碳淬火后一般齿形和压力角增大，齿顶处变负，其齿向和斜齿轮螺旋角减小（齿拉直），但有时不完全遵循此规律。

总之，渗碳淬火工件的畸变是很复杂的，解决畸变的办法，一方面是学习别人的经验，另一方面是按实际情况运用统计试验方法（如优选洗、正交法、回归法和模拟法等）不断进行试验总结。即要认识问题的普遍性，又要注意问题的特殊性，要认真处理好与变形相关的每一个环节，把工作做得更细、更实。合格的材质、良好的锻造、规范化的预备热处理、有效的冷热加工配合是减小和稳定热处理畸变不可忽视的环节。