鍛造毛坯的預(yù)先熱處理，不僅對切削加工性能有極大的影響，而且對最終熱處理變形也有重大影響。為了提高齒坯的可切削性，消除鍛造應(yīng)力，使組織均勻化，目前國內(nèi)對滲碳鋼齒坯普遍采用正火處理。正火是將鋼材或鋼件加熱到臨界點(diǎn)Ac3或Acm以上的適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。正火是一種傳統(tǒng)的老工藝，因其設(shè)備、工藝要求簡單，能耗少，一直被廣泛采用，但并非完美無缺。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，特別是引進(jìn)車型用鋼材料的多樣化，普通的正火處理已達(dá)不到齒坯預(yù)先熱處理的目的。鑒于普通正火處理是將鋼件加熱到高溫奧氏體化后在空氣中(有時(shí)吹風(fēng))冷卻到室溫，屬于毛坯熱處理，加之以往對正火鋼件要求的硬度范圍較寬(156～207HBS)，一般不檢查顯微組織，加之又多在鍛造工廠(車間)進(jìn)行，故通常容易被人們所忽視。對于鍛件正火后究竟需要獲得什么樣的顯微組織形態(tài)和硬度指標(biāo)，既缺乏深入理論研究，又缺少生產(chǎn)性實(shí)踐探討。實(shí)際上我國目前普遍存在這類零件切削后表面粗糙、切削刀具使用壽命低、滲碳淬火前后變形波動較大等問題，這些與正火顯微組織不良、硬度不佳有密切的關(guān)系。
在實(shí)際生產(chǎn)中，滲碳鋼鍛造毛坯經(jīng)正火處理后，由于不能控制正火的冷卻速度，因此奧氏體分解相變無法控制，必然在一個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，因而獲得的顯微組織和硬度也可能不同。有些鋼件由于冷卻速度較大，有可能局部甚至全部獲得非平衡組織(α-Fe魏氏組織、貝氏體等)，這不僅影響切削加工性能，而且也會改變鋼件滲碳淬火后的變形規(guī)律，會因變形過大而報(bào)廢，這種情況在淬透性波動較大的鋼中更易出現(xiàn)。對于冷卻速度較小的鋼件，由于鋼的硬度過低，切削時(shí)易發(fā)生塑性變形，形成切削瘤，出現(xiàn)“粘刀”、“燒刀”現(xiàn)象。一般熱處理的變形量隨機(jī)加工變形量的增大而增大，由于機(jī)加工工藝不當(dāng)，如拉削速度過快、刀具磨損切削時(shí)所造成的殘余應(yīng)力、拉削過程中基準(zhǔn)面不平、存在鐵屑等異物、齒輪拉花鍵孔時(shí)出孔方向不當(dāng)?shù)榷伎墒篃崽幚碜冃瘟吭龃?。通過改進(jìn)機(jī)加工工藝，加工變形量可得到有效控制。
近年來，隨著引進(jìn)車型帶來齒輪材料多樣化和對齒輪質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，采用普通正火處理已難以滿足汽車生產(chǎn)的要求。鍛件的正火處理不僅要求硬度在一個(gè)較窄的范圍之內(nèi)(鋼件切削加工時(shí)易斷屑、表面光潔)，而且要求獲得穩(wěn)定的顯微組織(較粗的鐵素體晶粒加較細(xì)的珠光體)，以改善切削加工性能及穩(wěn)定滲碳淬火后的變形規(guī)律。美國金屬學(xué)會向能源部提交的國際研發(fā)計(jì)劃中，提出的目標(biāo)之一就是“努力達(dá)到熱處理零件的零變形和最大限度的均勻性”。為了滿足上述要求，需對正火工藝進(jìn)行改進(jìn)，以獲得正火所要求的顯微組織和硬度范圍。