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碳(tan)和(he)淬火(huo)處理以滿足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)度(du)(du)降至(zhi)滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)的淬火(huo)溫(wen)度(du)(du)，然(ran)后(hou)(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)后(hou)(hou)(hou)直接淬火(huo)。使(shi)用這(zhe)種方(fang)法，很(hen)容易使(shi)材料晶粒粗大，變脆并給工(gong)件結構施加壓(ya)力，并且只(zhi)能承載強度(du)(du)低的小(xiao)模數齒輪。目(mu)前，生產中最常(chang)用的20CrMoMn鋼零件的工(gong)藝(yi)是(shi)將爐(lu)冷(leng)卻至(zhi)550°C，并在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)進行(xing)(xing)空氣冷(leng)卻，然(ran)后(hou)(hou)(hou)在(zai)爐(lu)中進行(xing)(xing)重新加熱和淬火(huo)。因為(wei)滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)需要將爐(lu)子(zi)冷(leng)卻到一定溫(wen)度(du)(du)，所以(yi)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)低，越(yue)(yue)有利于減少工(gong)件表面(mian)的氧化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)子(zi)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)低，工(gong)件的冷(leng)卻速度(du)(du)越(yue)(yue)慢;另(ling)一方(fang)面(mian)，將工(gong)件淬火(huo)到爐(lu)中。為(wei)了確(que)保(bao)淬火(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件的表面(mian)質量，需要一段時間(jian)來(lai)確(que)定加熱過程中爐(lu)氣的碳(tan)(tan)勢。因此，當前的熱處(chu)理(li)過程需要很(hen)長時間(jian)。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)階段(duan)。優化滲(shen)碳(tan)勢(shi)，滲(shen)碳(tan)時間和滲(shen)碳(tan)時間等工(gong)藝參數(shu)，以更快的滲(shen)碳(tan)速度(du)達到表面碳(tan)濃(nong)度(du)，滲(shen)碳(tan)深(shen)度(du)和滲(shen)碳(tan)層碳(tan)濃(nong)度(du)梯度(du)。滲(shen)碳(tan)溫(wen)度(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷卻階段。隨(sui)著爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降低，少量(liang)細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)體(ti)逐(zhu)漸(jian)沉淀在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面層上。當它(ta)冷卻到620°C以下時(shi)，它(ta)將保(bao)持恒(heng)溫。在此階段，奧氏體(ti)將轉變為(wei)珠光體(ti)，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面上將出現(xian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)淬火做準備。等溫階段碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球化(hua)作用主要取決(jue)于表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含量(liang)。如(ru)果表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)高，則會形成粗(cu)大(da)的(de)(de)網(wang)眼或大(da)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球化(hua)效(xiao)果差。因此，表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)必須控(kong)制(zhi)(zhi)在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱(re)處理技術的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)點(dian)之一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技術的(de)(de)關鍵是將淬火(huo)和加(jia)熱(re)(re)過程分(fen)為(wei)兩個階段(duan)(duan)。一(yi)階段(duan)(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度高(gao)達(da)840?860°C，這有利于鐵氧(yang)體(ti)在工件(jian)芯部的(de)(de)轉變。此(ci)時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且在滲(shen)透層中的(de)(de)一(yi)些(xie)碳(tan)化(hua)物(wu)溶解到奧氏體(ti)中，這確(que)保了淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高(gao)硬(ying)度和強度，同時(shi)保留(liu)了適(shi)量的(de)(de)未溶解碳(tan)化(hua)物(wu)。第二階段(duan)(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬火(huo)應力(li)，同時(shi)有利于表面(mian)獲得(de)高(gao)硬(ying)度。

（4）回(hui)火(huo)階(jie)段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)奧氏(shi)體(ti)分解(jie)為馬氏(shi)體(ti)。為了使(shi)殘留奧氏(shi)體(ti)的(de)相(xiang)變充分并(bing)有(you)助于(yu)消除熱處理的(de)應力(li)，采用了兩次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過(guo)多年的實踐，新的滲(shen)碳(tan)復(fu)合熱(re)處理工藝具有明顯的節能降耗(hao)效果。它(ta)可(ke)以將原始滲(shen)碳(tan)熱(re)處理的過(guo)程周期縮短(duan)約20，將能耗(hao)至少降低(di)10，還可(ke)以減(jian)少滲(shen)碳(tan)劑的消耗(hao)，并(bing)有效地(di)減(jian)少熱(re)處理。生產成本;此外(wai)，該方法具有良好的可(ke)重復(fu)性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。