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)對其進行滲碳和淬火處理以滿足其性能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)(shi)將(jiang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)降至滲(shen)碳后(hou)(hou)的(de)(de)淬火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，然(ran)后(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬火(huo)。使用(yong)這種(zhong)方法，很(hen)容(rong)易使材料晶粒粗大，變(bian)脆并(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結(jie)構施加(jia)壓力，并(bing)且只能承載強(qiang)度(du)低(di)的(de)(de)小模數(shu)齒(chi)輪(lun)。目前(qian)，生產中(zhong)最(zui)常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)藝是(shi)(shi)將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)冷卻(que)至550°C，并(bing)在滲(shen)碳后(hou)(hou)進行空氣(qi)冷卻(que)，然(ran)后(hou)(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)進行重(zhong)新加(jia)熱(re)和淬火(huo)。因為滲(shen)碳后(hou)(hou)需要(yao)(yao)(yao)將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)子冷卻(que)到一定溫(wen)(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)越(yue)低(di)，越(yue)有(you)利于減少工(gong)件(jian)(jian)表(biao)面的(de)(de)氧化脫(tuo)碳，爐(lu)(lu)(lu)子溫(wen)(wen)(wen)度(du)越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)越(yue)慢;另一方面，將(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬火(huo)到爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)。為了確保(bao)淬火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)表(biao)面質(zhi)量(liang)，需要(yao)(yao)(yao)一段(duan)時(shi)(shi)間來確定加(jia)熱(re)過(guo)程中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)氣(qi)的(de)(de)碳勢。因此，當前(qian)的(de)(de)熱(re)處理過(guo)程需要(yao)(yao)(yao)很(hen)長時(shi)(shi)間。

技術(shu)新(xin)工藝(yi)的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲碳(tan)(tan)(tan)階段(duan)。優化滲碳(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲碳(tan)(tan)(tan)時間和滲碳(tan)(tan)(tan)時間等工(gong)藝參數，以更快的滲碳(tan)(tan)(tan)速度達(da)到(dao)表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度，滲碳(tan)(tan)(tan)深(shen)度和滲碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度梯度。滲碳(tan)(tan)(tan)溫度為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷卻階(jie)段(duan)。隨(sui)(sui)著爐溫(wen)的(de)(de)(de)緩慢降低(di)，少量(liang)細(xi)孔滲碳(tan)(tan)體逐漸沉(chen)淀(dian)在滲碳(tan)(tan)表面(mian)層上。當它冷卻到620°C以下(xia)時(shi)，它將(jiang)保持恒溫(wen)。在此(ci)階(jie)段(duan)，奧(ao)氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且滲碳(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)物。部分球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨(sui)(sui)后的(de)(de)(de)淬火(huo)做準備。等溫(wen)階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用主要取決(jue)于表面(mian)碳(tan)(tan)含量(liang)。如果(guo)表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則會形(xing)成粗大(da)的(de)(de)(de)網(wang)眼(yan)或大(da)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物，且球(qiu)(qiu)化(hua)效果(guo)差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須控制(zhi)在0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)化(hua)合(he)物熱處理技(ji)術的(de)(de)(de)控制(zhi)點(dian)之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)(re)階(jie)段。該階(jie)段技術的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和加(jia)熱(re)(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段。一(yi)階(jie)段的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)高(gao)達(da)840?860°C，這有利于(yu)鐵氧體在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)。此時，珠光(guang)體轉(zhuan)變(bian)成奧(ao)氏體，并且在滲透層中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化(hua)物溶解到奧(ao)氏體中，這確(que)保了淬(cui)火(huo)后馬(ma)氏體的(de)(de)高(gao)硬(ying)(ying)度(du)和強度(du)，同(tong)時保留了適(shi)量的(de)(de)未(wei)溶解碳(tan)化(hua)物。第二(er)階(jie)段較低的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬(cui)火(huo)應力，同(tong)時有利于(yu)表面(mian)獲(huo)得高(gao)硬(ying)(ying)度(du)。

（4）回火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的低溫回火(huo)(huo)，淬(cui)火(huo)(huo)的馬氏體(ti)(ti)轉變為(wei)回火(huo)(huo)馬氏體(ti)(ti)，表面殘留的奧氏體(ti)(ti)分解(jie)為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使(shi)殘留奧氏體(ti)(ti)的相變充分并有助(zhu)于消(xiao)除熱處理的應力，采用了(le)兩次回火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實(shi)踐(jian)，新的(de)滲碳復(fu)合熱處(chu)理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)節(jie)能降耗(hao)效(xiao)果。它可以(yi)將原始滲碳熱處(chu)理的(de)過程(cheng)周期縮(suo)短約20，將能耗(hao)至少降低10，還可以(yi)減少滲碳劑(ji)的(de)消耗(hao)，并有(you)效(xiao)地(di)減少熱處(chu)理。生(sheng)產成本;此外，該方(fang)法具(ju)有(you)良(liang)好的(de)可重復(fu)性(xing)和高(gao)質量穩定性(xing)。