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(dui)其(qi)進行滲(shen)碳和淬火處理(li)以(yi)滿足其(qi)性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)滲(shen)碳(tan)后的(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)，然后在保(bao)溫(wen)(wen)后直接(jie)淬(cui)火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很(hen)容易使材料(liao)晶粒粗大，變脆并給工(gong)件(jian)結構施加壓力，并且只能承載(zai)強度(du)(du)低的(de)小模數齒輪。目(mu)前，生(sheng)產中最常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)藝(yi)是(shi)將(jiang)爐(lu)冷(leng)(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并在滲(shen)碳(tan)后進行空氣(qi)冷(leng)(leng)卻(que)，然后在爐(lu)中進行重新(xin)加熱和淬(cui)火(huo)。因(yin)為滲(shen)碳(tan)后需(xu)要(yao)將(jiang)爐(lu)子冷(leng)(leng)卻(que)到一(yi)(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所(suo)以(yi)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低，越有利于減少(shao)工(gong)件(jian)表面的(de)氧化脫(tuo)碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)(wen)度(du)(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)(du)越慢;另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)中。為了確保(bao)淬(cui)火(huo)后工(gong)件(jian)的(de)表面質量，需(xu)要(yao)一(yi)(yi)段時間來確定加熱過程中爐(lu)氣(qi)的(de)碳(tan)勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)熱處理過程需(xu)要(yao)很(hen)長時間。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間等工藝參(can)數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速(su)度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻階(jie)段(duan)。隨(sui)著爐(lu)溫的(de)緩(huan)慢降低，少(shao)量細孔滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)逐漸(jian)沉淀在(zai)滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)層上(shang)。當它(ta)冷(leng)卻到620°C以(yi)下時(shi)，它(ta)將保持恒溫。在(zai)此階(jie)段(duan)，奧氏體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)上(shang)將出現碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)。部分(fen)球化，為隨(sui)后的(de)淬火(huo)做準備。等(deng)溫階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)的(de)球化作用主要取決于表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度高，則(ze)會(hui)形(xing)成粗大的(de)網(wang)眼(yan)或大的(de)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)，且球化效果差。因此，表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度必須(xu)控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)(tan)化合物(wu)(wu)熱處理(li)技術的(de)控制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)熱階段(duan)。該階段(duan)技(ji)術的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)火(huo)和加(jia)熱過(guo)程分為兩個階段(duan)。一階段(duan)的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)高達840?860°C，這有利于鐵(tie)氧(yang)體在工件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠(zhu)光體轉變成(cheng)奧(ao)氏體，并且在滲透層中(zhong)的(de)(de)一些碳化(hua)物溶(rong)(rong)解到奧(ao)氏體中(zhong)，這確保(bao)了(le)淬(cui)火(huo)后(hou)馬氏體的(de)(de)高硬度(du)和強度(du)，同(tong)時(shi)保(bao)留了(le)適量(liang)的(de)(de)未溶(rong)(rong)解碳化(hua)物。第二階段(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了(le)降(jiang)低淬(cui)火(huo)應力，同(tong)時(shi)有利于表面獲得高硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過(guo)200?240℃的(de)低(di)溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變為(wei)回(hui)火(huo)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)分(fen)解(jie)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)相(xiang)變充分(fen)并有助于消除熱處理的(de)應力，采用(yong)了(le)兩(liang)次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲碳(tan)復(fu)合熱處理(li)工藝(yi)具有(you)(you)明顯的(de)(de)節能降耗效果。它(ta)可以將原(yuan)始滲碳(tan)熱處理(li)的(de)(de)過程周(zhou)期縮短約20，將能耗至少(shao)降低(di)10，還可以減少(shao)滲碳(tan)劑(ji)的(de)(de)消耗，并有(you)(you)效地減少(shao)熱處理(li)。生產成(cheng)本(ben);此(ci)外，該方法具有(you)(you)良好的(de)(de)可重復(fu)性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。