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(xu)要對其進行滲碳和(he)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將(jiang)溫(wen)度降至滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火溫(wen)度，然后(hou)(hou)(hou)(hou)在保溫(wen)后(hou)(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火。使用這(zhe)種方法(fa)，很容易使材(cai)料(liao)晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)(gong)件(jian)(jian)結構施(shi)加(jia)壓(ya)力，并(bing)且(qie)只(zhi)能(neng)承載強度低的(de)(de)(de)小模數(shu)齒輪。目前，生產中(zhong)最常用的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)冷(leng)(leng)卻至550°C，并(bing)在滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)進行空(kong)氣(qi)冷(leng)(leng)卻，然后(hou)(hou)(hou)(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)進行重新(xin)加(jia)熱和(he)淬(cui)(cui)火。因為滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)需要(yao)(yao)將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)子冷(leng)(leng)卻到一(yi)(yi)定溫(wen)度，所以溫(wen)度越低，越有(you)利(li)于(yu)減少工(gong)(gong)件(jian)(jian)表(biao)面的(de)(de)(de)氧(yang)化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子溫(wen)度越低，工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻速(su)度越慢;另(ling)一(yi)(yi)方面，將(jiang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)淬(cui)(cui)火到爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)。為了確(que)保淬(cui)(cui)火后(hou)(hou)(hou)(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)表(biao)面質(zhi)量(liang)，需要(yao)(yao)一(yi)(yi)段時(shi)間來確(que)定加(jia)熱過程(cheng)中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)氣(qi)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前的(de)(de)(de)熱處理過程(cheng)需要(yao)(yao)很長時(shi)間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點(dian)如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快的滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到(dao)表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷卻階(jie)段。隨著爐(lu)溫(wen)的(de)緩(huan)慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸(jian)沉淀在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層(ceng)上(shang)。當它冷卻到620°C以(yi)下時(shi)，它將(jiang)保持恒(heng)溫(wen)。在此(ci)階(jie)段，奧氏體將(jiang)轉變為(wei)珠(zhu)光(guang)體，并(bing)且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為(wei)隨后的(de)淬火(huo)做準備(bei)。等溫(wen)階(jie)段碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)球化(hua)作用(yong)主要(yao)取決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果(guo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則會(hui)形成粗(cu)大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球化(hua)效果(guo)差。因(yin)此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須(xu)控制(zhi)在0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處(chu)理技術的(de)控制(zhi)點之(zhi)一(yi)。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)階(jie)(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)(jie)段技術的(de)(de)(de)關鍵(jian)是將淬(cui)火(huo)和加(jia)熱(re)過程(cheng)分為兩個階(jie)(jie)(jie)段。一階(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)高達(da)840?860°C，這(zhe)有(you)利(li)于(yu)鐵(tie)氧體(ti)在工件芯(xin)部的(de)(de)(de)轉變(bian)。此時(shi)，珠光(guang)體(ti)轉變(bian)成奧氏(shi)(shi)體(ti)，并且在滲透(tou)層中(zhong)的(de)(de)(de)一些碳(tan)化物(wu)溶解到(dao)奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)，這(zhe)確保(bao)了淬(cui)火(huo)后(hou)馬氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)高硬度(du)和強度(du)，同(tong)時(shi)保(bao)留了適量的(de)(de)(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)(jie)(jie)段較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)為810?830℃，是為了降低(di)淬(cui)火(huo)應力(li)，同(tong)時(shi)有(you)利(li)于(yu)表面(mian)獲得高硬度(du)。

（4）回(hui)火階段(duan)。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火，淬火的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)為(wei)回(hui)火馬氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的(de)奧氏(shi)體(ti)分解為(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)了(le)使(shi)殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)相變(bian)充分并(bing)有助于消除熱(re)處(chu)理的(de)應力，采用了(le)兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家(jia)經過多(duo)年的實踐(jian)，新的滲碳復合熱處(chu)理(li)工藝具有明顯(xian)的節能降耗(hao)效果(guo)。它(ta)可以將(jiang)原始(shi)滲碳熱處(chu)理(li)的過程周期縮短約(yue)20，將(jiang)能耗(hao)至少降低10，還可以減(jian)少滲碳劑的消(xiao)耗(hao)，并(bing)有效地減(jian)少熱處(chu)理(li)。生(sheng)產成本(ben);此外，該方(fang)法(fa)具有良好的可重復性和高質量穩定性。