材料和熱處理對提高 礦山機械齒輪的承載能力, 減少尺寸和重量起決定性的作用。總的來看，在20 世紀40年代和50年代多用碳鋼來制造齒輪；在20世紀60年代就改用了合金鋼；而在20世紀70年代則趨向用滲碳淬火或氮化鋼來制造齒輪；現代已出現了專用特種齒輪鋼。這就是所說的硬齒面齒輪, 它的材料的冶煉采用爐外真空處理，個別重要零件還采用電解真空冶煉。在熱處理方面, 雖然滲碳淬火齒輪對提高齒輪的承載能力優越性很大, 但淬火后必須進行磨齒, 而磨齒加工的生產效率是很低的。所以，目前有些齒輪已改用輝火離子氮化處理來克服滲碳淬火處理的缺點。

改進材料和熱處理的目的, 主要是為了提高齒面硬度和齒輪的綜合機械強度，這樣就可以顯著地提高齒輪的耐磨性和承載能力，從而大大地提高了齒輪接觸強度的安全系數和使用壽命，減小齒輪的尺寸、重量和齒輪副中心距。

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