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)滲碳和淬(cui)火處理以滿足(zu)其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)至滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，然后(hou)(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這(zhe)種(zhong)方法(fa)，很(hen)容易使材料晶粒(li)粗大，變(bian)脆并(bing)給工件(jian)結構施加(jia)壓力，并(bing)且只能承載(zai)強度(du)低(di)的(de)(de)小模數齒輪。目前(qian)，生產中(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工藝是(shi)將爐冷(leng)卻至550°C，并(bing)在滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻，然后(hou)(hou)(hou)在爐中(zhong)進行重新加(jia)熱和淬(cui)火(huo)。因為(wei)滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需要將爐子(zi)冷(leng)卻到一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有利于減(jian)少(shao)工件(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐子(zi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)低(di)，工件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)越(yue)(yue)慢;另一(yi)方面(mian)，將工件(jian)淬(cui)火(huo)到爐中(zhong)。為(wei)了確(que)(que)保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)(hou)工件(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需要一(yi)段時(shi)(shi)間來確(que)(que)定(ding)加(jia)熱過(guo)程中(zhong)爐氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢。因此，當前(qian)的(de)(de)熱處理過(guo)程需要很(hen)長時(shi)(shi)間。

技術(shu)新工(gong)藝的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優(you)化(hua)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)等工藝(yi)參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)(du)達到表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳爐(lu)冷卻階段(duan)。隨著爐(lu)溫的(de)(de)(de)緩慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)碳體(ti)逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳表面層上(shang)。當它冷卻到(dao)620°C以下時(shi)，它將(jiang)保持恒溫。在(zai)此(ci)(ci)階段(duan)，奧氏體(ti)將(jiang)轉變為珠光體(ti)，并且(qie)滲(shen)碳表面上(shang)將(jiang)出現碳化物(wu)。部分球(qiu)化，為隨后的(de)(de)(de)淬火做準備。等(deng)溫階段(duan)碳化物(wu)的(de)(de)(de)球(qiu)化作用主要取決(jue)于表面碳含(han)量。如(ru)果表面碳濃(nong)度(du)高，則會(hui)形(xing)成(cheng)粗大的(de)(de)(de)網(wang)眼或(huo)大的(de)(de)(de)碳化物(wu)，且(qie)球(qiu)化效(xiao)果差。因此(ci)(ci)，表面碳濃(nong)度(du)必須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳化合物(wu)熱處理(li)技術的(de)(de)(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱(re)階段。該階段技(ji)術的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)(huo)和(he)(he)加(jia)熱(re)過(guo)程分(fen)為兩個(ge)階段。一階段的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度高(gao)達840?860°C，這有利于鐵氧體(ti)在工件芯(xin)部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧(ao)氏(shi)體(ti)，并且在滲透層(ceng)中的(de)(de)一些碳化物溶(rong)(rong)解(jie)到奧(ao)氏(shi)體(ti)中，這確(que)保了(le)淬(cui)火(huo)(huo)后馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)高(gao)硬(ying)度和(he)(he)強度，同時(shi)保留(liu)了(le)適量(liang)的(de)(de)未溶(rong)(rong)解(jie)碳化物。第(di)二階段較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度為810?830℃，是為了(le)降低淬(cui)火(huo)(huo)應力，同時(shi)有利于表面獲得高(gao)硬(ying)度。

（4）回(hui)(hui)(hui)火(huo)階段(duan)。通(tong)過200?240℃的(de)(de)低溫(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變為回(hui)(hui)(hui)火(huo)馬(ma)(ma)氏體(ti)，表面殘(can)(can)留的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)分解(jie)為馬(ma)(ma)氏體(ti)。為了使殘(can)(can)留奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)相變充分并有助于消除熱處理的(de)(de)應力，采用了兩次回(hui)(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳復(fu)合熱(re)處理工藝具(ju)有明顯的(de)節能(neng)降耗(hao)效(xiao)果。它可以(yi)將(jiang)原始滲(shen)碳熱(re)處理的(de)過程(cheng)周期(qi)縮短(duan)約20，將(jiang)能(neng)耗(hao)至少降低10，還可以(yi)減少滲(shen)碳劑的(de)消耗(hao)，并有效(xiao)地減少熱(re)處理。生產成本;此(ci)外，該方法具(ju)有良(liang)好的(de)可重復(fu)性和高質(zhi)量穩定性。