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(qi)進行滲碳和淬火處理以(yi)滿足其(qi)性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫(wen)度(du)降至滲碳后(hou)的(de)淬火(huo)(huo)溫(wen)度(du)，然后(hou)在(zai)保溫(wen)后(hou)直接淬火(huo)(huo)。使用這種方法，很(hen)容易使材料晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)(gong)件結構(gou)施加壓(ya)力，并(bing)且只能承載(zai)強度(du)低(di)(di)的(de)小(xiao)模(mo)數齒輪。目(mu)前，生產中(zhong)最常(chang)用的(de)20CrMoMn鋼零件的(de)工(gong)(gong)藝(yi)是將(jiang)爐冷(leng)卻(que)至550°C，并(bing)在(zai)滲碳后(hou)進行空(kong)氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)在(zai)爐中(zhong)進行重新加熱(re)和淬火(huo)(huo)。因(yin)(yin)為滲碳后(hou)需(xu)要(yao)將(jiang)爐子(zi)冷(leng)卻(que)到一定溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越(yue)低(di)(di)，越(yue)有(you)利于減少工(gong)(gong)件表面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)脫碳，爐子(zi)溫(wen)度(du)越(yue)低(di)(di)，工(gong)(gong)件的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)越(yue)慢;另一方面(mian)，將(jiang)工(gong)(gong)件淬火(huo)(huo)到爐中(zhong)。為了確保淬火(huo)(huo)后(hou)工(gong)(gong)件的(de)表面(mian)質(zhi)量，需(xu)要(yao)一段時間來確定加熱(re)過程中(zhong)爐氣的(de)碳勢。因(yin)(yin)此，當前的(de)熱(re)處理(li)過程需(xu)要(yao)很(hen)長時間。

技術(shu)新工(gong)藝的技術(shu)要(yao)點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳階段。優(you)化滲(shen)(shen)碳勢(shi)，滲(shen)(shen)碳時間(jian)和滲(shen)(shen)碳時間(jian)等工藝參數，以更快的(de)滲(shen)(shen)碳速度(du)(du)達到表(biao)面(mian)碳濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳深(shen)度(du)(du)和滲(shen)(shen)碳層(ceng)碳濃度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳溫(wen)度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階段(duan)。隨(sui)著爐溫(wen)(wen)的緩(huan)慢降低，少量(liang)細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面層(ceng)上(shang)。當(dang)它(ta)冷(leng)卻(que)到620°C以下(xia)時，它(ta)將保持恒(heng)溫(wen)(wen)。在此(ci)階段(duan)，奧氏體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面上(shang)將出現(xian)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分(fen)球(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后的淬火做準備(bei)。等溫(wen)(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)(hua)作用(yong)主要取決于表面碳(tan)(tan)含量(liang)。如果表面碳(tan)(tan)濃度高，則(ze)會(hui)形(xing)成(cheng)粗(cu)大(da)的網眼或大(da)的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表面碳(tan)(tan)濃度必須控(kong)制(zhi)(zhi)在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱(re)處理技術的控(kong)制(zhi)(zhi)點之一(yi)。

（3）淬(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)(jie)(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)(jie)(jie)段(duan)技術的(de)關鍵是(shi)將(jiang)淬(cui)火(huo)和加熱(re)過程分為兩(liang)個階(jie)(jie)(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)(jie)(jie)段(duan)的(de)加熱(re)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)達840?860°C，這有利于鐵(tie)氧體(ti)在(zai)工件芯(xin)部的(de)轉(zhuan)變。此時(shi)，珠光體(ti)轉(zhuan)變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)，并且在(zai)滲透層中的(de)一(yi)些碳化物(wu)溶解到奧氏(shi)體(ti)中，這確保了淬(cui)火(huo)后(hou)馬氏(shi)體(ti)的(de)高(gao)(gao)(gao)硬度(du)和強度(du)，同(tong)時(shi)保留了適(shi)量的(de)未溶解碳化物(wu)。第(di)二階(jie)(jie)(jie)段(duan)較(jiao)低(di)的(de)加熱(re)溫(wen)度(du)為810?830℃，是(shi)為了降低(di)淬(cui)火(huo)應力，同(tong)時(shi)有利于表面獲(huo)得(de)高(gao)(gao)(gao)硬度(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)轉變(bian)為(wei)回火(huo)馬氏體(ti)(ti)，表面殘留的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)分解(jie)為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘留奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)相變(bian)充分并(bing)有助于消除熱(re)處理的(de)(de)應力，采用了(le)兩次(ci)回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳復(fu)合熱處(chu)理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)(de)節(jie)能降耗效(xiao)果(guo)。它可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)碳熱處(chu)理的(de)(de)過程(cheng)周期縮(suo)短約20，將(jiang)能耗至(zhi)少降低10，還可(ke)以減(jian)少滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并有(you)效(xiao)地減(jian)少熱處(chu)理。生產成本;此(ci)外(wai)，該方法具(ju)有(you)良好的(de)(de)可(ke)重復(fu)性和高質量穩定性。