重型齒輪具有較大的承載力，較大的沖擊力和較高的安全性要求。它們必須具有優異的耐磨性，高接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，并具有高抗沖擊性和抗過載性。重型齒輪通常由低碳合金結構鋼（例如20CrMnMo）制成，金屬熱處理廠家需要對其進行滲碳和淬火處理以滿足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)(wen)度降至滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接(jie)淬(cui)火(huo)。使用(yong)這種方法(fa)，很容易使材料晶粒粗大，變(bian)脆(cui)并給工(gong)件結構施加壓力，并且只(zhi)能(neng)承載強度低的(de)(de)(de)(de)小模數齒輪。目前(qian)，生產中(zhong)(zhong)最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)冷卻(que)至550°C，并在(zai)滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)進行空氣冷卻(que)，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)(zhong)進行重(zhong)新(xin)加熱(re)和淬(cui)火(huo)。因為滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)需(xu)(xu)要(yao)將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)子冷卻(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度，所以溫(wen)(wen)度越低，越有利(li)于減少工(gong)件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子溫(wen)(wen)度越低，工(gong)件的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)速度越慢;另(ling)一(yi)方面(mian)，將(jiang)工(gong)件淬(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件的(de)(de)(de)(de)表面(mian)質量，需(xu)(xu)要(yao)一(yi)段(duan)時間來確定加熱(re)過程中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)(lu)氣的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前(qian)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理過程需(xu)(xu)要(yao)很長時間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優(you)化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間(jian)(jian)和(he)(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間(jian)(jian)等工藝參(can)數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深(shen)度(du)和(he)(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)爐冷卻階(jie)段(duan)(duan)。隨(sui)著爐溫的(de)緩(huan)慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)(shen)碳(tan)表(biao)面層上(shang)。當它(ta)(ta)冷卻到620°C以下時(shi)，它(ta)(ta)將保持恒(heng)溫。在此階(jie)段(duan)(duan)，奧(ao)氏體(ti)將轉變為珠(zhu)光體(ti)，并且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)表(biao)面上(shang)將出現碳(tan)化(hua)物。部分(fen)球化(hua)，為隨(sui)后的(de)淬火做準(zhun)備。等溫階(jie)段(duan)(duan)碳(tan)化(hua)物的(de)球化(hua)作用(yong)主要取決于表(biao)面碳(tan)含(han)量。如果表(biao)面碳(tan)濃(nong)度高，則(ze)會形成粗大(da)的(de)網(wang)眼或大(da)的(de)碳(tan)化(hua)物，且(qie)球化(hua)效(xiao)果差。因此，表(biao)面碳(tan)濃(nong)度必須控制在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)(shen)碳(tan)化(hua)合(he)物熱處理技術的(de)控制點之一(yi)。

（3）淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)階(jie)(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)(jie)段(duan)(duan)技(ji)術的(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)(huo)和加(jia)(jia)熱(re)(re)過程(cheng)分為兩個階(jie)(jie)段(duan)(duan)。一(yi)(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧體在工件芯部(bu)的(de)轉變(bian)。此時(shi)，珠(zhu)光體轉變(bian)成奧(ao)氏體，并且在滲透層中(zhong)(zhong)的(de)一(yi)(yi)些碳化(hua)物溶解到(dao)奧(ao)氏體中(zhong)(zhong)，這(zhe)確保(bao)了淬(cui)火(huo)(huo)后馬氏體的(de)高(gao)硬(ying)度和強度，同時(shi)保(bao)留(liu)了適量的(de)未溶解碳化(hua)物。第二階(jie)(jie)段(duan)(duan)較低(di)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度為810?830℃，是為了降低(di)淬(cui)火(huo)(huo)應(ying)力(li)，同時(shi)有利于(yu)表面獲得高(gao)硬(ying)度。

（4）回(hui)火階段。通(tong)過200?240℃的低溫(wen)回(hui)火，淬火的馬(ma)氏體轉變為(wei)回(hui)火馬(ma)氏體，表面殘留的奧氏體分解為(wei)馬(ma)氏體。為(wei)了(le)使殘留奧氏體的相變充分并有(you)助于(yu)消除熱(re)處(chu)理的應力，采(cai)用了(le)兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實踐，新(xin)的(de)滲碳復合熱處理(li)工(gong)藝具有(you)明顯的(de)節能降耗效(xiao)果(guo)。它可以將原始滲碳熱處理(li)的(de)過程周期(qi)縮(suo)短約20，將能耗至少降低(di)10，還(huan)可以減(jian)少滲碳劑的(de)消(xiao)耗，并有(you)效(xiao)地減(jian)少熱處理(li)。生(sheng)產成(cheng)本;此(ci)外，該方法具有(you)良好(hao)的(de)可重復性和高(gao)質(zhi)量穩定(ding)性。