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(jin)行滲碳(tan)和淬火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(jiang)溫(wen)(wen)度(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的(de)(de)淬火溫(wen)(wen)度(du)，然(ran)后(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬火。使用這種方法，很(hen)容易使材(cai)料晶粒粗大(da)，變脆并(bing)給工(gong)(gong)件(jian)(jian)結(jie)構施加壓力，并(bing)且(qie)只能承載(zai)強度(du)低的(de)(de)小模數齒輪(lun)。目前，生產(chan)中最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)(gong)藝是(shi)將(jiang)爐冷(leng)(leng)卻(que)(que)至550°C，并(bing)在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進行(xing)空氣冷(leng)(leng)卻(que)(que)，然(ran)后(hou)(hou)在爐中進行(xing)重新加熱和淬火。因(yin)為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需(xu)要(yao)(yao)將(jiang)爐子(zi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)，所(suo)以溫(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)低，越(yue)(yue)有利于(yu)減(jian)少工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化(hua)脫(tuo)碳(tan)，爐子(zi)溫(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)低，工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)速度(du)越(yue)(yue)慢;另一(yi)方面(mian)，將(jiang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)淬火到(dao)爐中。為了確保(bao)淬火后(hou)(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需(xu)要(yao)(yao)一(yi)段時間來確定加熱過(guo)程中爐氣的(de)(de)碳(tan)勢(shi)。因(yin)此，當前的(de)(de)熱處理過(guo)程需(xu)要(yao)(yao)很(hen)長時間。

技(ji)術新工藝(yi)的技(ji)術要點(dian)如下(xia)：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝(yi)參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達(da)到表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷卻階(jie)(jie)段(duan)(duan)。隨著爐(lu)溫(wen)的緩慢降(jiang)低，少量(liang)細(xi)孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上。當它冷卻到620°C以下(xia)時，它將(jiang)保(bao)持恒溫(wen)。在此階(jie)(jie)段(duan)(duan)，奧氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化物。部分球化，為隨后的淬火做準備(bei)。等(deng)溫(wen)階(jie)(jie)段(duan)(duan)碳(tan)(tan)(tan)化物的球化作用(yong)主要取(qu)決于(yu)表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗(cu)大的網眼(yan)或大的碳(tan)(tan)(tan)化物，且(qie)球化效果差。因此，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須控(kong)(kong)制(zhi)在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)化合(he)物熱處理技術的控(kong)(kong)制(zhi)點之一(yi)。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)熱階(jie)段。該(gai)階(jie)段技術的(de)關鍵是將淬(cui)(cui)火和加(jia)熱過(guo)程分(fen)為兩個階(jie)段。一(yi)(yi)階(jie)段的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)高達840?860°C，這有利(li)于鐵氧體在工件芯部的(de)轉變。此時，珠光體轉變成奧氏(shi)體，并且在滲(shen)透(tou)層中(zhong)的(de)一(yi)(yi)些碳(tan)化物溶解(jie)到奧氏(shi)體中(zhong)，這確保(bao)(bao)了(le)淬(cui)(cui)火后馬氏(shi)體的(de)高硬度(du)和強度(du)，同時保(bao)(bao)留了(le)適(shi)量(liang)的(de)未(wei)溶解(jie)碳(tan)化物。第二階(jie)段較低的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了(le)降低淬(cui)(cui)火應力，同時有利(li)于表面獲得高硬度(du)。

（4）回火階段。通過(guo)200?240℃的(de)低溫回火，淬(cui)火的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變為(wei)回火馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的(de)奧氏(shi)體(ti)分解為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為(wei)了使(shi)殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充分并有(you)助于(yu)消(xiao)除熱處理(li)的(de)應力，采用了兩次回火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱處理工(gong)藝具(ju)(ju)有(you)明顯的(de)(de)節能(neng)降(jiang)耗效果。它可(ke)以將原始(shi)滲(shen)碳熱處理的(de)(de)過程周期縮短約20，將能(neng)耗至少(shao)降(jiang)低10，還可(ke)以減(jian)少(shao)滲(shen)碳劑的(de)(de)消(xiao)耗，并有(you)效地(di)減(jian)少(shao)熱處理。生產成本;此外，該(gai)方法具(ju)(ju)有(you)良好的(de)(de)可(ke)重復性和(he)高質(zhi)量(liang)穩定性。