材料和热处理对提高 矿山机械齿轮的承载能力, 减少尺寸和重量起决定性的作用。总的来看，在20 世纪40年代和50年代多用碳钢来制造齿轮；在20世纪60年代就改用了合金钢；而在20世纪70年代则趋向用渗碳淬火或氮化钢来制造齿轮；现代已出现了专用特种齿轮钢（如SNCM 8, SCM 4）。这就是所说的硬齿面齿轮, 它的材料的冶炼采用炉外真空处理，个别重要零件还采用电解真空冶炼。在热处理方面, 虽然渗碳淬火齿轮对提高齿轮的承载能力优越性很大, 但淬火后必须进行磨齿, 而磨齿加工的生产效率是很低的。所以，目前有些齿轮已改用辉火离子氮化处理来克服渗碳淬火处理的缺点。

    改进材料和热处理的目的, 主要是为了提高齿面硬度和齿轮的综合机械强度，这样就可以显著地提高齿轮的耐磨性和承载能力，从而大大地提高了齿轮接触强度的安全系数和使用寿命，减小齿轮的尺寸、重量和齿轮副中心距。