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)要對其進行滲碳和淬火處理以(yi)滿足其性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)度降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)淬火(huo)溫(wen)度，然后(hou)(hou)(hou)在保溫(wen)后(hou)(hou)(hou)直(zhi)接淬火(huo)。使(shi)用這種(zhong)方(fang)(fang)法，很(hen)(hen)容易使(shi)材料(liao)晶粒粗大(da)，變脆并給工(gong)件(jian)(jian)結(jie)構施(shi)加壓力，并且只能承載(zai)強(qiang)度低(di)的(de)小模數齒(chi)輪。目前(qian)，生產(chan)中最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)爐(lu)冷卻(que)至550°C，并在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進行(xing)空氣冷卻(que)，然后(hou)(hou)(hou)在爐(lu)中進行(xing)重新加熱(re)和(he)淬火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需要將(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻(que)到一定(ding)溫(wen)度，所以(yi)溫(wen)度越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有利于減少(shao)工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)氧化(hua)脫(tuo)碳(tan)，爐(lu)子(zi)溫(wen)度越(yue)(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷卻(que)速度越(yue)(yue)慢;另一方(fang)(fang)面(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬火(huo)到爐(lu)中。為了(le)確保淬火(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)質量，需要一段時間(jian)來確定(ding)加熱(re)過程(cheng)中爐(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前(qian)的(de)熱(re)處理過程(cheng)需要很(hen)(hen)長時間(jian)。

技術新工藝(yi)的技術要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間等工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)(leng)卻階(jie)段(duan)。隨著(zhu)爐(lu)溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少(shao)量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀(dian)在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面層(ceng)上(shang)。當它冷(leng)(leng)卻到620°C以下(xia)時，它將(jiang)(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階(jie)段(duan)，奧氏體(ti)將(jiang)(jiang)轉變為珠光(guang)體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面上(shang)將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部(bu)分球化(hua)，為隨后的(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球化(hua)作用主要(yao)取(qu)決于表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)含(han)量。如果表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形(xing)成粗(cu)大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球化(hua)效(xiao)果差(cha)。因(yin)此(ci)，表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須控(kong)(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)(de)控(kong)(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火加熱(re)(re)階段。該階段技術(shu)的(de)(de)關鍵是(shi)將淬(cui)火和(he)(he)加熱(re)(re)過程分(fen)為(wei)兩個階段。一(yi)階段的(de)(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有利于(yu)鐵(tie)氧體(ti)在(zai)工(gong)件芯部(bu)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)。此時，珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)成奧氏體(ti)，并且在(zai)滲透層中的(de)(de)一(yi)些(xie)碳(tan)(tan)化(hua)物溶解到奧氏體(ti)中，這確保了淬(cui)火后(hou)馬氏體(ti)的(de)(de)高(gao)硬度(du)和(he)(he)強度(du)，同時保留了適(shi)量的(de)(de)未溶解碳(tan)(tan)化(hua)物。第二階段較低的(de)(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了降低淬(cui)火應力，同時有利于(yu)表(biao)面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回火階段。通過200?240℃的低溫回火，淬(cui)火的馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變為(wei)回火馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，表面殘留的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)分解為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。為(wei)了使殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的相變充(chong)分并有(you)助于消除熱處理的應力，采用了兩次(ci)回火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實(shi)踐，新的(de)(de)滲(shen)碳(tan)復合熱(re)處理(li)工藝具(ju)有(you)明顯(xian)的(de)(de)節能降(jiang)(jiang)耗效果。它可以將(jiang)原始滲(shen)碳(tan)熱(re)處理(li)的(de)(de)過程周(zhou)期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)(shao)降(jiang)(jiang)低10，還可以減少(shao)(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)(de)消耗，并(bing)有(you)效地減少(shao)(shao)熱(re)處理(li)。生產成本(ben);此外，該方(fang)法具(ju)有(you)良好的(de)(de)可重復性和高質量(liang)穩定性。