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(qi)(qi)進行(xing)滲碳和淬(cui)火(huo)處理以滿足其(qi)(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)降至滲碳(tan)后的(de)(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)溫度(du)，然(ran)(ran)后在(zai)保溫后直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)。使(shi)用這(zhe)種(zhong)方法，很容易使(shi)材(cai)料晶粒粗大(da)，變脆并給工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)結構(gou)施加壓力，并且只能承載強(qiang)度(du)低的(de)(de)(de)(de)小模數齒輪。目(mu)前，生產中(zhong)最(zui)常用的(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)是將(jiang)爐(lu)冷卻(que)至550°C，并在(zai)滲碳(tan)后進行空氣(qi)冷卻(que)，然(ran)(ran)后在(zai)爐(lu)中(zhong)進行重(zhong)新加熱(re)和(he)淬(cui)火(huo)。因為(wei)滲碳(tan)后需要將(jiang)爐(lu)子冷卻(que)到一定(ding)溫度(du)，所(suo)以溫度(du)越低，越有利(li)于(yu)減少(shao)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫度(du)越低，工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)速度(du)越慢;另一方面，將(jiang)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)中(zhong)。為(wei)了確保淬(cui)火(huo)后工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面質量，需要一段時間來確定(ding)加熱(re)過程中(zhong)爐(lu)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)勢。因此，當前的(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)過程需要很長時間。

技(ji)術(shu)新工藝的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳階(jie)段。優化(hua)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳時間(jian)和(he)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳時間(jian)等工藝(yi)參(can)數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳速(su)度(du)達到表(biao)面(mian)碳濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳深度(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳層碳濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳溫度(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)爐冷(leng)卻階(jie)段(duan)。隨著爐溫的(de)(de)(de)(de)緩慢降低，少(shao)量細孔(kong)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體逐漸沉淀在滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)表面(mian)層上。當它(ta)(ta)冷(leng)卻到620°C以下時(shi)，它(ta)(ta)將保持恒溫。在此階(jie)段(duan)，奧氏體將轉(zhuan)變(bian)為(wei)珠光體，并且滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)表面(mian)上將出現碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分球(qiu)化(hua)(hua)，為(wei)隨后的(de)(de)(de)(de)淬火(huo)做準備(bei)。等溫階(jie)段(duan)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)作用主要取(qu)決(jue)于表面(mian)碳(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大的(de)(de)(de)(de)網眼或大的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)效(xiao)果差(cha)。因此，表面(mian)碳(tan)濃(nong)度必須(xu)控(kong)制在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)(de)(de)(de)控(kong)制點(dian)之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)(cui)火(huo)和加熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)加熱(re)溫度(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于(yu)鐵氧體(ti)(ti)在(zai)工件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變成奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，并且(qie)在(zai)滲透層中的(de)(de)一些碳(tan)化(hua)物溶解到奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中，這(zhe)確保了(le)淬(cui)(cui)火(huo)后馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)高硬度(du)和強度(du)，同時(shi)保留了(le)適量(liang)的(de)(de)未溶解碳(tan)化(hua)物。第(di)二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)加熱(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低淬(cui)(cui)火(huo)應力(li)，同時(shi)有(you)利于(yu)表面獲得高硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的低溫回(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的馬氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)，表(biao)面殘留的奧氏(shi)體(ti)分解為馬氏(shi)體(ti)。為了使殘留奧氏(shi)體(ti)的相變充分并有助于消除(chu)熱處理的應力，采用了兩次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經(jing)過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲碳(tan)復(fu)合熱(re)處理(li)工(gong)藝具有明顯的(de)(de)節(jie)能(neng)降耗效(xiao)果(guo)。它可(ke)(ke)以將(jiang)原始滲碳(tan)熱(re)處理(li)的(de)(de)過程周期縮短約20，將(jiang)能(neng)耗至少降低10，還可(ke)(ke)以減少滲碳(tan)劑的(de)(de)消耗，并有效(xiao)地減少熱(re)處理(li)。生產(chan)成本;此外，該方(fang)法具有良(liang)好的(de)(de)可(ke)(ke)重復(fu)性和高質量穩定性。