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(shen)碳和淬火處理以滿足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)滲碳(tan)后的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)，然(ran)后在(zai)保溫(wen)(wen)后直接淬(cui)(cui)火(huo)。使(shi)用(yong)這(zhe)種方法，很(hen)容易使(shi)材料晶粒粗大，變脆(cui)并給工件(jian)結構施(shi)加(jia)(jia)壓力，并且(qie)只能承載(zai)強度(du)(du)低(di)的(de)(de)小模數(shu)齒輪。目前，生產中(zhong)最常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)(de)工藝(yi)是將(jiang)爐冷卻(que)至(zhi)550°C，并在(zai)滲碳(tan)后進行(xing)空氣(qi)冷卻(que)，然(ran)后在(zai)爐中(zhong)進行(xing)重(zhong)新(xin)加(jia)(jia)熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因為(wei)滲碳(tan)后需要將(jiang)爐子(zi)冷卻(que)到一定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)越低(di)，越有利于減少工件(jian)表(biao)面的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐子(zi)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低(di)，工件(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)(du)越慢(man);另一方面，將(jiang)工件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐中(zhong)。為(wei)了確保淬(cui)(cui)火(huo)后工件(jian)的(de)(de)表(biao)面質量(liang)，需要一段(duan)時間來確定(ding)加(jia)(jia)熱過程中(zhong)爐氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢。因此，當前的(de)(de)熱處理過程需要很(hen)長(chang)時間。

技術(shu)新工藝的(de)技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳階段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)(shen)碳時間(jian)和滲(shen)(shen)(shen)碳時間(jian)等(deng)工藝參數，以更快(kuai)的滲(shen)(shen)(shen)碳速度(du)(du)(du)達到表(biao)面碳濃度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳深度(du)(du)(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳層(ceng)碳濃度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階(jie)(jie)段(duan)。隨著爐溫的(de)緩慢降低，少量細孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉(chen)淀(dian)在滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層上(shang)。當(dang)它(ta)冷(leng)卻到620°C以(yi)下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫。在此階(jie)(jie)段(duan)，奧氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上(shang)將(jiang)出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)。部分球(qiu)化(hua)，為隨后的(de)淬火做(zuo)準(zhun)備(bei)。等溫階(jie)(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)球(qiu)化(hua)作(zuo)用主要(yao)取(qu)決(jue)于表面(mian)碳(tan)(tan)含量。如(ru)果表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成(cheng)粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)，且球(qiu)化(hua)效(xiao)果差(cha)。因(yin)此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須(xu)控制(zhi)(zhi)在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)(wu)熱(re)處理技術的(de)控制(zhi)(zhi)點之一。

（3）淬(cui)(cui)(cui)(cui)火加(jia)熱(re)階(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)技術(shu)的(de)(de)關(guan)鍵是(shi)將淬(cui)(cui)(cui)(cui)火和(he)加(jia)熱(re)過程(cheng)分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧(yang)體在工件芯部的(de)(de)轉變。此(ci)時，珠光體轉變成奧(ao)氏體，并且在滲透層(ceng)中(zhong)的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物(wu)溶解到(dao)奧(ao)氏體中(zhong)，這(zhe)確(que)保(bao)了(le)(le)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火后馬氏體的(de)(de)高硬度(du)和(he)強度(du)，同(tong)時保(bao)留了(le)(le)適量的(de)(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)(le)降低淬(cui)(cui)(cui)(cui)火應力，同(tong)時有(you)利于表(biao)面獲得高硬度(du)。

（4）回火(huo)(huo)階段。通(tong)過200?240℃的(de)低溫回火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變為回火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的(de)奧氏(shi)體(ti)分(fen)解為馬氏(shi)體(ti)。為了使殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并(bing)有助(zhu)于消除熱處理的(de)應(ying)力，采用了兩(liang)次(ci)回火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳復合熱(re)(re)處理(li)工藝具有明顯的(de)節能(neng)降耗(hao)效果。它可以將原(yuan)始(shi)滲(shen)碳熱(re)(re)處理(li)的(de)過(guo)程(cheng)周(zhou)期縮短約(yue)20，將能(neng)耗(hao)至少(shao)降低10，還可以減少(shao)滲(shen)碳劑(ji)的(de)消耗(hao)，并有效地(di)減少(shao)熱(re)(re)處理(li)。生(sheng)產成本;此(ci)外(wai)，該方法具有良好(hao)的(de)可重復性和高(gao)質量穩定性。