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(tan)和淬火(huo)處理(li)以(yi)滿足其(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)(shi)將(jiang)溫(wen)度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的(de)(de)淬火(huo)溫(wen)度(du)(du)，然后(hou)(hou)在(zai)保溫(wen)后(hou)(hou)直接(jie)淬火(huo)。使(shi)用這種方(fang)法，很容易使(shi)材料(liao)晶粒粗大，變脆(cui)并(bing)(bing)給工件(jian)結構(gou)施加壓力，并(bing)(bing)且只能(neng)承載強度(du)(du)低的(de)(de)小模數(shu)齒輪。目(mu)前，生(sheng)產中最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工藝是(shi)(shi)將(jiang)爐(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并(bing)(bing)在(zai)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻(que)，然后(hou)(hou)在(zai)爐(lu)中進行重(zhong)新加熱和淬火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將(jiang)爐(lu)子冷(leng)卻(que)到一定溫(wen)度(du)(du)，所以(yi)溫(wen)度(du)(du)越(yue)低，越(yue)有(you)利于減(jian)少(shao)工件(jian)表面的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)度(du)(du)越(yue)低，工件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻(que)速度(du)(du)越(yue)慢;另一方(fang)面，將(jiang)工件(jian)淬火(huo)到爐(lu)中。為了確保淬火(huo)后(hou)(hou)工件(jian)的(de)(de)表面質量，需要(yao)一段時間(jian)來確定加熱過程中爐(lu)氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當(dang)前的(de)(de)熱處理過程需要(yao)很長時間(jian)。

技術新(xin)工藝的技術要點(dian)如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階段(duan)。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)時間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)時間等工藝(yi)參(can)數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到表面碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐冷卻(que)階段(duan)。隨(sui)(sui)著爐溫(wen)的緩(huan)慢(man)降低，少量細孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐漸沉(chen)淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面層上。當(dang)它冷卻(que)到620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧(ao)氏(shi)體將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面上將(jiang)出現(xian)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)。部分球(qiu)化，為隨(sui)(sui)后(hou)的淬火做準備。等(deng)溫(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的球(qiu)化作用主要取決于表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)含量。如果(guo)表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)高，則(ze)會形成粗(cu)大的網眼或大的碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)，且球(qiu)化效(xiao)果(guo)差(cha)。因此(ci)，表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)必(bi)須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)化合物(wu)熱處理技術的控制點之一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)(de)(de)關(guan)鍵是(shi)(shi)將淬火(huo)和加(jia)熱過程分為(wei)(wei)兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這有利(li)(li)于鐵(tie)氧體在工件芯部的(de)(de)(de)轉變。此時，珠光(guang)體轉變成奧(ao)氏(shi)體，并且在滲透層中(zhong)的(de)(de)(de)一些碳(tan)化物(wu)溶解到奧(ao)氏(shi)體中(zhong)，這確(que)保了(le)淬火(huo)后馬(ma)氏(shi)體的(de)(de)(de)高(gao)(gao)硬度(du)(du)(du)和強度(du)(du)(du)，同(tong)時保留了(le)適量的(de)(de)(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)(du)為(wei)(wei)810?830℃，是(shi)(shi)為(wei)(wei)了(le)降低淬火(huo)應(ying)力，同(tong)時有利(li)(li)于表面獲得高(gao)(gao)硬度(du)(du)(du)。

（4）回火(huo)(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)低溫回火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬氏(shi)(shi)體轉變為(wei)回火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體，表面殘(can)留(liu)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體分解為(wei)馬氏(shi)(shi)體。為(wei)了使殘(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體的(de)相(xiang)變充(chong)分并(bing)有(you)助于消除(chu)熱處理(li)的(de)應力，采用了兩(liang)次回火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過多年的(de)(de)實踐(jian)，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱處(chu)理(li)工藝具有明顯的(de)(de)節能降耗(hao)效(xiao)果。它可以將(jiang)原(yuan)始滲(shen)碳熱處(chu)理(li)的(de)(de)過程周期縮短(duan)約20，將(jiang)能耗(hao)至(zhi)少降低(di)10，還可以減(jian)少滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗(hao)，并(bing)有效(xiao)地減(jian)少熱處(chu)理(li)。生產成本;此外(wai)，該方法具有良好的(de)(de)可重復性和高質量穩定(ding)性。