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(xing)滲碳和(he)淬火處理(li)以滿足(zu)其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)(wen)度降至滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度，然(ran)(ran)后(hou)(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)。使(shi)用這種方(fang)法，很容易使(shi)材料(liao)晶粒粗大(da)，變脆并給工(gong)件(jian)結構施加壓(ya)力，并且只(zhi)能承載(zai)強度低的(de)(de)小模數(shu)齒輪。目前(qian)，生產(chan)中(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)爐冷(leng)卻至550°C，并在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)進(jin)行空氣(qi)冷(leng)卻，然(ran)(ran)后(hou)(hou)(hou)在(zai)爐中(zhong)進(jin)行重新加熱(re)(re)和淬(cui)火(huo)(huo)。因為滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)需要(yao)(yao)將(jiang)爐子(zi)冷(leng)卻到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)度，所以溫(wen)(wen)度越低，越有利(li)于(yu)減少工(gong)件(jian)表面的(de)(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐子(zi)溫(wen)(wen)度越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度越慢;另(ling)一(yi)方(fang)面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)(huo)到(dao)爐中(zhong)。為了確(que)保(bao)淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表面質(zhi)量，需要(yao)(yao)一(yi)段(duan)時(shi)間來(lai)確(que)定(ding)加熱(re)(re)過程中(zhong)爐氣(qi)的(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前(qian)的(de)(de)熱(re)(re)處理過程需要(yao)(yao)很長(chang)時(shi)間。

技(ji)術(shu)新工藝的技(ji)術(shu)要(yao)點(dian)如下：

（1）滲(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)勢(shi)，滲(shen)碳(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)碳(tan)時(shi)間等工藝參(can)數，以更(geng)快(kuai)的(de)滲(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到表面碳(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)層碳(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段(duan)(duan)。隨(sui)著爐溫(wen)(wen)的緩慢降(jiang)低(di)，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)層上。當它(ta)冷(leng)卻到620°C以下時，它(ta)將保(bao)持恒溫(wen)(wen)。在此階段(duan)(duan)，奧氏體(ti)將轉(zhuan)變(bian)為(wei)珠光體(ti)，并(bing)且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物。部分球化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，為(wei)隨(sui)后的淬火做(zuo)準備。等溫(wen)(wen)階段(duan)(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物的球化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作用主(zhu)要取決(jue)于表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含(han)量。如果表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)高，則(ze)會形成粗大(da)的網(wang)眼或大(da)的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物，且(qie)球化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果差。因此，表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)必須控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物熱處理技術的控制點之一(yi)。

（3）淬火(huo)(huo)加(jia)熱階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。該(gai)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的(de)關鍵是將(jiang)淬火(huo)(huo)和加(jia)熱過程分為(wei)(wei)兩(liang)個階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。一(yi)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有利于鐵(tie)氧體(ti)(ti)在工件芯部(bu)的(de)轉變。此(ci)時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變成奧氏(shi)體(ti)(ti)，并且在滲(shen)透層中的(de)一(yi)些碳化(hua)物(wu)溶解(jie)(jie)到奧氏(shi)體(ti)(ti)中，這確保了(le)(le)(le)淬火(huo)(huo)后(hou)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)高(gao)硬度(du)和強度(du)，同(tong)時(shi)保留了(le)(le)(le)適量的(de)未溶解(jie)(jie)碳化(hua)物(wu)。第(di)二階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)較(jiao)低(di)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了(le)(le)(le)降低(di)淬火(huo)(huo)應(ying)力，同(tong)時(shi)有利于表面獲(huo)得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)，淬(cui)火(huo)(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變為回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)，表面殘留(liu)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)分解為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。為了使殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)相變充(chong)分并有助于消除熱(re)處理的(de)應力，采用(yong)了兩次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過(guo)多年的(de)實踐，新(xin)的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)復(fu)合熱(re)處理工藝具有(you)(you)明顯的(de)節能(neng)(neng)降耗效(xiao)果。它(ta)可(ke)以將(jiang)原始(shi)滲(shen)(shen)碳(tan)熱(re)處理的(de)過(guo)程周期縮短(duan)約(yue)20，將(jiang)能(neng)(neng)耗至少(shao)降低10，還(huan)可(ke)以減少(shao)滲(shen)(shen)碳(tan)劑的(de)消耗，并有(you)(you)效(xiao)地減少(shao)熱(re)處理。生產成本;此外(wai)，該方法具有(you)(you)良好的(de)可(ke)重(zhong)復(fu)性和高質量穩(wen)定性。