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(yao)對(dui)其(qi)(qi)進行滲碳和淬(cui)火處(chu)理以滿足其(qi)(qi)性(xing)能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫度(du)(du)降至滲碳后的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)溫度(du)(du)，然(ran)后在保(bao)溫后直接淬(cui)火(huo)。使(shi)(shi)用(yong)這(zhe)種方法，很(hen)(hen)容易(yi)使(shi)(shi)材(cai)料晶粒(li)粗大(da)，變脆并給工件結構施加(jia)壓力，并且只能承載強(qiang)度(du)(du)低的(de)(de)(de)小模數(shu)齒輪(lun)。目前(qian)，生產中(zhong)最常用(yong)的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)(de)工藝是(shi)將爐(lu)(lu)冷(leng)卻至550°C，并在滲碳后進(jin)行空氣冷(leng)卻，然(ran)后在爐(lu)(lu)中(zhong)進(jin)行重新(xin)加(jia)熱(re)和淬(cui)火(huo)。因為滲碳后需(xu)要將爐(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻到一定溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越低，越有利于減少工件表面的(de)(de)(de)氧化脫碳，爐(lu)(lu)子(zi)溫度(du)(du)越低，工件的(de)(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)越慢;另(ling)一方面，將工件淬(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)火(huo)后工件的(de)(de)(de)表面質量(liang)，需(xu)要一段時(shi)間(jian)來確定加(jia)熱(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)(de)(de)碳勢。因此，當前(qian)的(de)(de)(de)熱(re)處理過程需(xu)要很(hen)(hen)長時(shi)間(jian)。

技(ji)術新工(gong)藝(yi)的(de)技(ji)術要點如(ru)下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)時間等工藝(yi)參數，以(yi)更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳爐冷卻階(jie)段(duan)。隨著爐溫(wen)(wen)的(de)緩(huan)慢(man)降低，少(shao)量細(xi)孔滲(shen)(shen)碳體逐漸(jian)沉淀在滲(shen)(shen)碳表(biao)面(mian)層(ceng)上(shang)(shang)。當(dang)它(ta)冷卻到620°C以下時(shi)，它(ta)將保持恒溫(wen)(wen)。在此階(jie)段(duan)，奧氏體將轉變為(wei)珠(zhu)光體，并且(qie)滲(shen)(shen)碳表(biao)面(mian)上(shang)(shang)將出現碳化(hua)物(wu)(wu)。部分球(qiu)化(hua)，為(wei)隨后的(de)淬火做準備。等溫(wen)(wen)階(jie)段(duan)碳化(hua)物(wu)(wu)的(de)球(qiu)化(hua)作用主(zhu)要(yao)取決于表(biao)面(mian)碳含量。如果表(biao)面(mian)碳濃(nong)度高，則會形(xing)成(cheng)粗大(da)的(de)網眼或大(da)的(de)碳化(hua)物(wu)(wu)，且(qie)球(qiu)化(hua)效果差(cha)。因此，表(biao)面(mian)碳濃(nong)度必須控(kong)制在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)(shen)碳化(hua)合物(wu)(wu)熱(re)處理技術的(de)控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技術的關鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)和(he)加(jia)(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個(ge)階段(duan)。一階段(duan)的加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度高(gao)達(da)840?860°C，這有利于鐵氧(yang)體(ti)(ti)在工件芯部的轉變。此時，珠(zhu)光體(ti)(ti)轉變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)(ti)，并且(qie)在滲透(tou)層中的一些碳(tan)化物溶解到奧氏(shi)體(ti)(ti)中，這確保了(le)淬(cui)火(huo)后馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的高(gao)硬度和(he)強度，同時保留了(le)適量的未(wei)溶解碳(tan)化物。第二階段(duan)較低的加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低淬(cui)火(huo)應(ying)力，同時有利于表面獲得(de)高(gao)硬度。

（4）回火階段。通(tong)過(guo)200?240℃的(de)(de)低溫回火，淬(cui)火的(de)(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)轉變為(wei)回火馬(ma)(ma)氏體(ti)，表(biao)面(mian)殘留的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)分解為(wei)馬(ma)(ma)氏體(ti)。為(wei)了(le)(le)使(shi)殘留奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)相變充分并(bing)有助于消除熱處理的(de)(de)應力，采用了(le)(le)兩次(ci)回火。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳復合熱(re)處(chu)理工藝具(ju)有(you)(you)明顯的(de)節能降(jiang)耗效果。它可以(yi)將原始滲(shen)碳熱(re)處(chu)理的(de)過程(cheng)周期縮(suo)短約20，將能耗至(zhi)少降(jiang)低10，還可以(yi)減少滲(shen)碳劑的(de)消(xiao)耗，并有(you)(you)效地減少熱(re)處(chu)理。生產(chan)成本;此外，該方法(fa)具(ju)有(you)(you)良好的(de)可重復性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。