由于灰铸铁材料的铸造性能比较高，很容易切削，而且具有良好的耐磨性和韧性，成本比较低，所以经常用于生产速度低、承载能力不大的开式齿轮。铸铁件的牌号不同，生产的齿轮所需要的保温温度也不一样，退火冷却时的速度是由铸铁件的精度和基体组织来决定的，退火时，温度要比加热时的温度低一些。根据灰铸铁齿轮的性能，加工后的齿轮还需要通过高频感应加热机进行淬火热处理，更好的提高其技术特点。
首先灰铸铁齿轮需要进行预备热处理，即正火处理或者退火处理。对于一些厚度不大，特别是含碳和硅较少的灰铸铁齿轮，对其进行正火处理是为了提高齿轮的强度和耐磨性。灰铸件齿轮在冷却的过程中，因为每个部位冷却的速度不同，进而会产生内应力，而内应力在冷却的过程中会引起齿轮发生变形和裂纹，所以为了去除灰铸件的残余应力，避免或减少齿轮发生变形，会对其进行退火处理，稳定齿轮的尺寸。但是要注意在退火冷却时一定要减缓速度，防止齿轮产生二次应力。
然后加工之后的灰铸铁齿轮进行最终的热处理，即整体淬火或者表面淬火。整体淬火时，高频感应加热机的温度要在870℃左右，淬火的介质可采用油或者水溶性溶液。表面淬火时的温度要在900℃左右，比整体淬火略高一些，而淬火的介质一般情况下采用水等冷却。两者的目的都是为了提高灰铸铁齿轮的强度、硬度、和抗摩擦能力。