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滲碳和淬火處理以滿足(zu)其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)度降至(zhi)(zhi)滲碳(tan)后(hou)的(de)淬(cui)(cui)火溫(wen)度，然后(hou)在保(bao)溫(wen)后(hou)直接(jie)淬(cui)(cui)火。使用(yong)這種方(fang)法，很容易使材料晶粒粗大(da)，變脆并給工(gong)件(jian)結構(gou)施加壓(ya)力，并且只(zhi)能(neng)承載(zai)強度低的(de)小模數(shu)齒輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)爐(lu)冷(leng)(leng)卻至(zhi)(zhi)550°C，并在滲碳(tan)后(hou)進行(xing)空氣冷(leng)(leng)卻，然后(hou)在爐(lu)中(zhong)(zhong)進行(xing)重新加熱(re)和淬(cui)(cui)火。因為滲碳(tan)后(hou)需要將(jiang)爐(lu)子冷(leng)(leng)卻到(dao)(dao)一定溫(wen)度，所以溫(wen)度越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表面的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)度越低，工(gong)件(jian)的(de)冷(leng)(leng)卻速(su)度越慢;另一方(fang)面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)(cui)火到(dao)(dao)爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了確(que)保(bao)淬(cui)(cui)火后(hou)工(gong)件(jian)的(de)表面質(zhi)量，需要一段時間來確(que)定加熱(re)過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此，當前的(de)熱(re)處理過程(cheng)需要很長時間。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)等工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達(da)到表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階段(duan)(duan)。隨(sui)著爐溫(wen)的緩慢降低，少量(liang)細(xi)孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸(jian)沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)層上。當它冷(leng)卻(que)到620°C以下時，它將保持恒溫(wen)。在(zai)此階段(duan)(duan)，奧氏體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)上將出現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球(qiu)化(hua)，為隨(sui)后的淬火(huo)做準備。等溫(wen)階段(duan)(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)作(zuo)用(yong)主(zhu)要取決于表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含量(liang)。如果(guo)表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)高，則會(hui)形(xing)成(cheng)粗大的網眼或(huo)大的碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)效果(guo)差。因此，表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)必須控(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處(chu)理技(ji)術的控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火加(jia)熱階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技術的關鍵是將淬(cui)火和(he)加(jia)熱過(guo)程分為兩個階段(duan)(duan)。一(yi)階段(duan)(duan)的加(jia)熱溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有(you)利于(yu)鐵氧體在(zai)工件芯(xin)部的轉變(bian)。此時，珠光體轉變(bian)成奧氏體，并且在(zai)滲透層中(zhong)的一(yi)些碳(tan)化物溶解到奧氏體中(zhong)，這確保了(le)淬(cui)火后(hou)馬氏體的高(gao)硬度(du)和(he)強度(du)，同時保留了(le)適量的未溶解碳(tan)化物。第(di)二階段(duan)(duan)較低(di)的加(jia)熱溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了(le)降低(di)淬(cui)火應力(li)，同時有(you)利于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)階段。通(tong)過200?240℃的(de)(de)低溫回(hui)(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變(bian)為(wei)回(hui)(hui)火(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留(liu)(liu)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)分(fen)(fen)解為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)。為(wei)了使殘(can)留(liu)(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)相(xiang)變(bian)充分(fen)(fen)并有助于(yu)消(xiao)除熱處理的(de)(de)應力(li)，采用(yong)了兩(liang)次回(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐，新的滲(shen)碳復(fu)合(he)熱(re)處(chu)理工(gong)藝具有(you)明顯的節能降耗效果。它可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)碳熱(re)處(chu)理的過程周期(qi)縮短約20，將(jiang)能耗至(zhi)少(shao)降低(di)10，還(huan)可(ke)以減少(shao)滲(shen)碳劑的消耗，并有(you)效地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產成本;此(ci)外，該方(fang)法具有(you)良好(hao)的可(ke)重復(fu)性(xing)和(he)高質量(liang)穩(wen)定(ding)性(xing)。