渗碳淬火热处理工艺是提高机械零件表面质量的关键,为提高材料为16Cr3NiWMoVNbE的行星齿轮表面质量,经分析,先采取渗碳后高温回火、淬火后进行冷处理的工艺方法,使产品渗碳淬火后表面硬度达到60 HRC以上;在二次叠加渗碳的层深不可控过程中,采取在Ac3以上温度阶段斜率升、降温的工艺方法,使渗碳层深得到准确控制;最后,通过工艺试验加以验证,开发了行星齿轮齿面与内孔表面渗碳层深不一致的叠加渗碳热处理工艺,使航空齿轮材料16Cr3NiWMoVNbE优良的综合性能得到了充分发挥。