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(jin)行滲碳和淬火處理(li)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)(du)降至滲碳后(hou)的(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)(du)，然后(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)后(hou)直接(jie)淬(cui)火(huo)。使用這種方(fang)法，很(hen)容易使材料晶粒粗大，變脆并給工(gong)件(jian)(jian)結構(gou)施加(jia)壓(ya)力，并且只能(neng)承載強度(du)(du)(du)低(di)的(de)小模數齒輪。目前(qian)，生產(chan)中(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將爐(lu)(lu)冷(leng)卻至550°C，并在(zai)滲碳后(hou)進行空氣冷(leng)卻，然后(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進行重新加(jia)熱(re)和淬(cui)火(huo)。因為滲碳后(hou)需要(yao)將爐(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻到一定(ding)溫(wen)度(du)(du)(du)，所(suo)以溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于(yu)減(jian)少工(gong)件(jian)(jian)表(biao)(biao)面(mian)的(de)氧化脫碳，爐(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷(leng)卻速度(du)(du)(du)越(yue)慢;另一方(fang)面(mian)，將工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)表(biao)(biao)面(mian)質量，需要(yao)一段時間來確定(ding)加(jia)熱(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)碳勢。因此，當前(qian)的(de)熱(re)處理(li)過程需要(yao)很(hen)長時間。

技(ji)術(shu)新工藝的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優(you)化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間等工藝參數，以更快(kuai)的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻階段(duan)。隨著爐溫(wen)的(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸(jian)沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上。當它(ta)冷卻到620°C以下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為(wei)(wei)珠光體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)。部分球化，為(wei)(wei)隨后的(de)淬火做準備。等(deng)溫(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)的(de)球化作用(yong)主要(yao)取決于(yu)表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度高(gao)，則會形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)，且(qie)球化效(xiao)果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)碳(tan)(tan)化合(he)物(wu)(wu)熱(re)處理技(ji)術的(de)控制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱階(jie)(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的關鍵是將淬(cui)火(huo)(huo)和加(jia)熱過(guo)程分為(wei)兩(liang)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)(duan)的加(jia)熱溫度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧體(ti)在工(gong)件(jian)芯部的轉變(bian)。此時(shi)(shi)，珠光體(ti)轉變(bian)成奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，并且(qie)在滲透(tou)層中(zhong)的一些碳化物(wu)溶(rong)(rong)解(jie)到奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)，這(zhe)確保(bao)了淬(cui)火(huo)(huo)后馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的高(gao)硬度和強度，同時(shi)(shi)保(bao)留了適(shi)量的未溶(rong)(rong)解(jie)碳化物(wu)。第二階(jie)(jie)段(duan)(duan)較低的加(jia)熱溫度為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬(cui)火(huo)(huo)應(ying)力，同時(shi)(shi)有利于(yu)表面(mian)獲得高(gao)硬度。

（4）回(hui)(hui)火階(jie)段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)(hui)火，淬火的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)回(hui)(hui)火馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留(liu)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)相變(bian)充分(fen)并(bing)有助于消除(chu)熱處(chu)理(li)的(de)應力(li)，采用了(le)兩次(ci)回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)(de)實(shi)踐，新的(de)(de)滲碳復合(he)熱處理工藝具有明顯的(de)(de)節能降耗效(xiao)果。它可以將(jiang)原始滲碳熱處理的(de)(de)過(guo)程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)降低10，還可以減(jian)少(shao)滲碳劑的(de)(de)消耗，并(bing)有效(xiao)地(di)減(jian)少(shao)熱處理。生(sheng)產成本;此(ci)外，該方法(fa)具有良(liang)好的(de)(de)可重復性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。