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(yao)對其(qi)進行滲碳和淬火處理以滿足(zu)其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫度(du)降至滲碳(tan)后的淬火(huo)(huo)溫度(du)，然后在(zai)保溫后直接淬火(huo)(huo)。使用這種方法，很容(rong)易使材料晶粒粗大，變脆(cui)并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)結構施(shi)加(jia)(jia)壓力，并(bing)(bing)且只(zhi)能承載(zai)強度(du)低(di)的小模數齒(chi)輪(lun)。目前(qian)，生(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)最常(chang)用的20CrMoMn鋼零件(jian)的工(gong)藝是將爐冷(leng)卻(que)至550°C，并(bing)(bing)在(zai)滲碳(tan)后進(jin)行(xing)空(kong)氣冷(leng)卻(que)，然后在(zai)爐中(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)重新加(jia)(jia)熱(re)和淬火(huo)(huo)。因為滲碳(tan)后需要(yao)將爐子(zi)冷(leng)卻(que)到一定(ding)溫度(du)，所以(yi)溫度(du)越低(di)，越有利于減少工(gong)件(jian)表面的氧化脫碳(tan)，爐子(zi)溫度(du)越低(di)，工(gong)件(jian)的冷(leng)卻(que)速度(du)越慢(man);另(ling)一方面，將工(gong)件(jian)淬火(huo)(huo)到爐中(zhong)(zhong)(zhong)。為了確(que)(que)保淬火(huo)(huo)后工(gong)件(jian)的表面質(zhi)量，需要(yao)一段時間來確(que)(que)定(ding)加(jia)(jia)熱(re)過程中(zhong)(zhong)(zhong)爐氣的碳(tan)勢。因此，當前(qian)的熱(re)處理過程需要(yao)很長(chang)時間。

技術新工藝的技術要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)階段(duan)。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時間和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時間等工(gong)藝參數(shu)，以更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)速度達到表面(mian)碳(tan)濃(nong)度，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)深度和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃(nong)度梯(ti)度。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)溫度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐冷卻階段。隨著爐溫(wen)的緩慢(man)降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)層上。當它冷卻到(dao)620°C以下(xia)時，它將(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并(bing)且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。部分球化(hua)(hua)(hua)(hua)，為隨后(hou)的淬火(huo)做(zuo)準備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)的球化(hua)(hua)(hua)(hua)作用主要取決于表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如果(guo)表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則會形成粗大(da)的網(wang)眼或大(da)的碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)，且球化(hua)(hua)(hua)(hua)效果(guo)差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須控制在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)熱處理技(ji)術的控制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)火(huo)加熱階(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)技術的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和加熱過程(cheng)分(fen)為(wei)兩個(ge)階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的(de)(de)加熱溫度(du)高達840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧體(ti)在(zai)工(gong)件(jian)芯部的(de)(de)轉變(bian)。此時，珠光體(ti)轉變(bian)成奧(ao)氏體(ti)，并且在(zai)滲(shen)透(tou)層中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化(hua)物(wu)溶(rong)解到奧(ao)氏體(ti)中，這(zhe)確保(bao)了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高硬度(du)和強度(du)，同(tong)時保(bao)留了(le)適量的(de)(de)未溶(rong)解碳(tan)化(hua)物(wu)。第(di)二(er)階(jie)段(duan)較低的(de)(de)加熱溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降(jiang)低淬(cui)火(huo)應力，同(tong)時有利于表面獲(huo)得高硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)(hui)火(huo)階(jie)段(duan)。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)馬(ma)氏體(ti)轉變為(wei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)，表面(mian)殘(can)留的(de)奧(ao)氏體(ti)分解為(wei)馬(ma)氏體(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留奧(ao)氏體(ti)的(de)相變充分并(bing)有(you)助于(yu)消除熱處理的(de)應力，采用了(le)兩次回(hui)(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐(jian)，新的滲碳(tan)復(fu)合(he)熱(re)處(chu)理工藝(yi)具有(you)明顯(xian)的節能(neng)降(jiang)耗效果。它可以將原始(shi)滲碳(tan)熱(re)處(chu)理的過程(cheng)周期縮短約(yue)20，將能(neng)耗至少降(jiang)低10，還可以減少滲碳(tan)劑的消(xiao)耗，并有(you)效地減少熱(re)處(chu)理。生產成本;此外，該(gai)方法具有(you)良好的可重復(fu)性和(he)高質量(liang)穩定性。