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获得更高的烧结密度可能是提高粉末冶金零件性能的主要方法。然而，近期的实验工作表明，热处理实践和二次操作也可以对实际零件性能产生显著影响。本节将回顾这些过程的新进展，并展示这些进展如何改善粉末冶金齿轮性能。
众所周知，渗碳会在零件表面产生良好的压应力。这种现象也适用于粉末冶金部件。几位研究人员发现旋转弯曲疲劳性能提高了15%至20%。此外，较低的碳芯产生具有更大冲击韧性和芯延展性的材料。尽管渗碳对机械性能有积极影响，但粉末冶金比锻钢差的一个关键材料特性是滚动接触疲劳抗力。在滚动接触疲劳中，由齿轮接触面积和相对滑动产生的高表面下应力表明，需要在临界应力区达到全密度，以承受与高性能齿轮滚动接触疲劳相关的赫兹接触应力。
为了提高粉末冶金零件的齿轮性能，可以使用表面致密化来致密化零件的高应力区域，而不影响芯部特性。表面致密化的好处包括:
复合结构，具有无孔外壳和多孔内核
降低了元件成本，因为高密度区域仅位于零件的临界应力区域
改进了齿轮的几何形状和公差，因为粉末冶金齿轮是靠精密滚压模具滚压的
增加了致密粉末冶金齿轮齿冠的能力
表面致密化是一种局部致密化压制和烧结粉末冶金预制件表面的工艺。仅使表面致密化的概念是，齿轮中的较大赫兹应力在齿轮的近表面区域产生，并随着离表面距离的增加而减小。因此，具有表面致密化外壳(达到适当深度)的齿轮将提供与锻钢齿轮同等的滚动接触疲劳性能。绞盘大西洋公司的工艺开发表明，无孔致密层的深度范围从较小0.35毫米到大于0.70毫米
显示了通过表面滚压至两个不同深度而致密化的圆柱形试样的孔隙率分布的金相分析。接近全密度是在地下距离达到0.75毫米(0.030英寸)时实现的。在致密层之外，孔隙率水平增加到烧结部件的水平。显示的数据证明了轧制工艺在生产致密层方面的多功能性，以及根据应用的要求致密到特定深度的能力。这种致密层改善了滚动接触疲劳结果。除了改善滚动接触疲劳的益处之外，表面致密化还具有改善齿轮几何形状的额外益处，以及在齿轮表面结合凸起的可能性。
