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)其進行滲碳和淬火處(chu)理以滿足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)度(du)(du)降至(zhi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的(de)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)保溫(wen)后(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)(huo)(huo)。使(shi)用(yong)這種方法，很容易(yi)使(shi)材料晶(jing)粒粗大，變脆(cui)并給工(gong)(gong)件(jian)結構施(shi)加(jia)壓力，并且只(zhi)能(neng)承載強(qiang)度(du)(du)低的(de)小(xiao)模數齒輪。目前(qian)，生產中最常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)(gong)藝是(shi)將(jiang)爐(lu)(lu)冷卻至(zhi)550°C，并在(zai)(zai)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣冷卻，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)爐(lu)(lu)中進(jin)行(xing)重(zhong)新加(jia)熱和(he)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)。因(yin)為滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)(lu)子(zi)冷卻到一(yi)定溫(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，越(yue)(yue)(yue)有利于減少工(gong)(gong)件(jian)表面的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，工(gong)(gong)件(jian)的(de)冷卻速度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)慢(man);另一(yi)方面，將(jiang)工(gong)(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)到爐(lu)(lu)中。為了確保淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)工(gong)(gong)件(jian)的(de)表面質量，需(xu)要一(yi)段時(shi)間來(lai)確定加(jia)熱過程(cheng)中爐(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因(yin)此，當前(qian)的(de)熱處理過程(cheng)需(xu)要很長時(shi)間。

技術新工藝的技術要點(dian)如(ru)下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)等工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)深(shen)度(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)階段。隨(sui)著爐(lu)(lu)溫(wen)的(de)緩(huan)慢降低，少(shao)量細(xi)孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層上(shang)。當它冷(leng)卻(que)到620°C以下時，它將保持恒(heng)溫(wen)。在此階段，奧氏體將轉變為珠光(guang)體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上(shang)將出現(xian)碳(tan)(tan)化(hua)物。部分球化(hua)，為隨(sui)后的(de)淬(cui)火做準備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)球化(hua)作用(yong)主要取決于(yu)表面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃度高，則會(hui)形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)物，且(qie)球化(hua)效果差。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合(he)物熱(re)處理技術的(de)控制點之一。

（3）淬火加熱階(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)技術的(de)(de)關鍵(jian)是將淬火和(he)加熱過程分為兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)高達840?860°C，這有(you)(you)利于鐵(tie)氧(yang)體(ti)在工件芯部(bu)的(de)(de)轉變(bian)。此時，珠光體(ti)轉變(bian)成奧氏(shi)體(ti)，并且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)(de)一些(xie)碳化物溶解到奧氏(shi)體(ti)中(zhong)，這確保了(le)淬火后馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)高硬度(du)和(he)強度(du)，同時保留了(le)適量的(de)(de)未溶解碳化物。第二(er)階(jie)段(duan)較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)為810?830℃，是為了(le)降低(di)(di)淬火應力，同時有(you)(you)利于表面(mian)獲得(de)高硬度(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變為(wei)回火(huo)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，表面殘(can)留的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)分解(jie)為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使(shi)殘(can)留奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)相變充分并有助于消除(chu)熱處理的(de)(de)應力(li)，采用了(le)兩(liang)次回火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年的(de)(de)實踐(jian)，新(xin)的(de)(de)滲(shen)碳(tan)復合熱(re)處(chu)理工藝(yi)具有(you)明顯(xian)的(de)(de)節能降耗效果。它可(ke)以(yi)將(jiang)原始(shi)滲(shen)碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)(de)過程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少降低10，還可(ke)以(yi)減(jian)少滲(shen)碳(tan)劑(ji)的(de)(de)消耗，并有(you)效地減(jian)少熱(re)處(chu)理。生(sheng)產成本;此外，該方法具有(you)良好的(de)(de)可(ke)重復性和高質(zhi)量穩定性。