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(xu)要對其(qi)進(jin)行滲碳和淬火處理(li)以滿足其(qi)性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的淬(cui)火(huo)溫度(du)(du)，然后(hou)(hou)在保(bao)溫后(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用(yong)這種(zhong)方(fang)法，很容易(yi)使材料晶粒(li)粗大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)(gong)(gong)件(jian)結構施加壓力，并(bing)(bing)且(qie)只能承載(zai)強(qiang)度(du)(du)低(di)的小模(mo)數齒輪。目前，生產中最(zui)常用(yong)的20CrMoMn鋼零件(jian)的工(gong)(gong)(gong)藝是(shi)將爐(lu)冷卻(que)至550°C，并(bing)(bing)在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣(qi)冷卻(que)，然后(hou)(hou)在爐(lu)中進行重新加熱(re)和淬(cui)火(huo)。因為(wei)(wei)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將爐(lu)子(zi)冷卻(que)到一(yi)(yi)定溫度(du)(du)，所以(yi)溫度(du)(du)越低(di)，越有利于減少工(gong)(gong)(gong)件(jian)表面(mian)的氧(yang)化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)子(zi)溫度(du)(du)越低(di)，工(gong)(gong)(gong)件(jian)的冷卻(que)速度(du)(du)越慢;另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，將工(gong)(gong)(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)中。為(wei)(wei)了(le)確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)(gong)(gong)件(jian)的表面(mian)質量，需要(yao)一(yi)(yi)段時間來確定加熱(re)過程(cheng)(cheng)中爐(lu)氣(qi)的碳(tan)勢(shi)。因此(ci)，當前的熱(re)處理過程(cheng)(cheng)需要(yao)很長時間。

技術(shu)(shu)新工(gong)藝的技術(shu)(shu)要點如下：

（1）滲碳階段。優化(hua)滲碳勢，滲碳時間和滲碳時間等工(gong)藝參(can)數(shu)，以更快(kuai)的滲碳速(su)度達到表面碳濃度，滲碳深(shen)度和滲碳層(ceng)碳濃度梯度。滲碳溫度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻(que)階段(duan)。隨著爐溫的(de)緩(huan)慢降低(di)，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)(mian)層上(shang)。當它(ta)冷卻(que)到620°C以下(xia)時，它(ta)將保持恒(heng)溫。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體(ti)(ti)(ti)將轉變為(wei)珠(zhu)光體(ti)(ti)(ti)，并且滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)(mian)上(shang)將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分(fen)球化(hua)(hua)，為(wei)隨后的(de)淬火做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)球化(hua)(hua)作用(yong)主(zhu)要(yao)取(qu)決于表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度高(gao)，則會形成粗大的(de)網眼(yan)或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制(zhi)(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱處理(li)技術(shu)的(de)控制(zhi)(zhi)點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)熱階(jie)(jie)(jie)段(duan)。該階(jie)(jie)(jie)段(duan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)關鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)和加(jia)熱過程分(fen)為(wei)兩個階(jie)(jie)(jie)段(duan)。一階(jie)(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)高達840?860°C，這有利于鐵氧體在工件芯部的(de)(de)(de)轉變(bian)。此時，珠光體轉變(bian)成(cheng)奧氏(shi)體，并且在滲透層中的(de)(de)(de)一些碳(tan)化(hua)物(wu)溶解(jie)到奧氏(shi)體中，這確保了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏(shi)體的(de)(de)(de)高硬度(du)和強度(du)，同時保留了(le)適量的(de)(de)(de)未溶解(jie)碳(tan)化(hua)物(wu)。第二(er)階(jie)(jie)(jie)段(duan)較低的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低淬(cui)火(huo)應力，同時有利于表(biao)面獲(huo)得(de)高硬度(du)。

（4）回(hui)火階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)低溫回(hui)火，淬火的(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體轉變為(wei)回(hui)火馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體，表(biao)面(mian)殘留的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體分解為(wei)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體。為(wei)了使(shi)殘留奧氏(shi)(shi)體的(de)(de)相變充分并有助于(yu)消除(chu)熱處理的(de)(de)應力，采用(yong)了兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家經(jing)過多年的實(shi)踐，新的滲(shen)(shen)碳(tan)復(fu)合(he)熱處理(li)工藝具有明顯的節能(neng)降(jiang)耗效果。它可(ke)以將原始(shi)滲(shen)(shen)碳(tan)熱處理(li)的過程周期縮短約(yue)20，將能(neng)耗至少(shao)降(jiang)低(di)10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)(shen)碳(tan)劑的消耗，并(bing)有效地(di)減少(shao)熱處理(li)。生產成本;此外，該方法具有良好的可(ke)重復(fu)性和高質量穩定性。