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(xu)要(yao)對其進行滲碳和淬(cui)火處理以滿(man)足其性能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度降至滲碳(tan)(tan)(tan)后(hou)(hou)的(de)淬火(huo)溫度，然后(hou)(hou)在保溫后(hou)(hou)直接淬火(huo)。使用(yong)這種方法，很容易使材料晶粒粗大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結(jie)構(gou)施加壓力，并(bing)(bing)且只能承載強度低(di)的(de)小模數齒輪。目前，生產(chan)中(zhong)最常(chang)用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝是將(jiang)爐冷(leng)(leng)(leng)卻至550°C，并(bing)(bing)在滲碳(tan)(tan)(tan)后(hou)(hou)進行(xing)空(kong)氣(qi)冷(leng)(leng)(leng)卻，然后(hou)(hou)在爐中(zhong)進行(xing)重新(xin)加熱(re)和淬火(huo)。因(yin)為滲碳(tan)(tan)(tan)后(hou)(hou)需(xu)(xu)要將(jiang)爐子冷(leng)(leng)(leng)卻到一定溫度，所以溫度越(yue)低(di)，越(yue)有利于減少(shao)工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)(mian)的(de)氧(yang)化脫碳(tan)(tan)(tan)，爐子溫度越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻速度越(yue)慢;另一方面(mian)(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬火(huo)到爐中(zhong)。為了確保淬火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)(mian)質量，需(xu)(xu)要一段時間(jian)來確定加熱(re)過程中(zhong)爐氣(qi)的(de)碳(tan)(tan)(tan)勢。因(yin)此，當前的(de)熱(re)處理過程需(xu)(xu)要很長時間(jian)。

技術(shu)新(xin)工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優(you)化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間等工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)達到表面碳(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階(jie)(jie)段(duan)。隨(sui)著爐溫的(de)(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層(ceng)上(shang)。當它冷(leng)卻到620°C以下(xia)時(shi)，它將(jiang)保持恒溫。在此階(jie)(jie)段(duan)，奧氏體(ti)將(jiang)轉變為珠光體(ti)，并(bing)且滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上(shang)將(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球(qiu)化(hua)，為隨(sui)后的(de)(de)淬火做準備。等(deng)溫階(jie)(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球(qiu)化(hua)作(zuo)用主要取決于(yu)表面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形(xing)成粗大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)效果差(cha)。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必(bi)須(xu)控制在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的關鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)和加熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)(duan)的加熱(re)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這(zhe)(zhe)有利(li)于鐵氧體(ti)(ti)在(zai)工件芯部的轉變(bian)。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變(bian)成奧(ao)氏體(ti)(ti)，并且在(zai)滲透層中的一(yi)些碳化(hua)物溶解到(dao)奧(ao)氏體(ti)(ti)中，這(zhe)(zhe)確保(bao)了淬(cui)火(huo)后(hou)馬(ma)氏體(ti)(ti)的高(gao)(gao)硬度(du)和強(qiang)度(du)，同時(shi)保(bao)留了適(shi)量的未溶解碳化(hua)物。第二階(jie)段(duan)(duan)較低的加熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了降低淬(cui)火(huo)應力，同時(shi)有利(li)于表面(mian)獲(huo)得高(gao)(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)階段(duan)。通(tong)過(guo)200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變為(wei)回(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)，表面(mian)殘留(liu)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬氏(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了使(shi)殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)相變充(chong)分(fen)并(bing)有(you)助于消除熱處理的(de)應力，采用了兩次(ci)回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳(tan)復合(he)熱處理(li)工藝具有明顯的(de)節能降耗(hao)(hao)效(xiao)果。它可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)碳(tan)熱處理(li)的(de)過程(cheng)周期(qi)縮短約(yue)20，將(jiang)能耗(hao)(hao)至少(shao)降低10，還可(ke)以減(jian)少(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)消耗(hao)(hao)，并有效(xiao)地減(jian)少(shao)熱處理(li)。生產成本;此外，該方法(fa)具有良好(hao)的(de)可(ke)重復性和高質量穩定性。