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(yao)對其(qi)進(jin)行滲碳和淬(cui)火(huo)處理以滿足其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)(jiang)溫度(du)(du)降至滲碳(tan)后(hou)(hou)的淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)(du)，然后(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫后(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使(shi)用這種方法，很(hen)容易使(shi)材料晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)(gong)件結構(gou)施(shi)加(jia)壓力，并(bing)且只能承載強度(du)(du)低(di)的小模數齒輪。目(mu)前，生產中(zhong)最(zui)常用的20CrMoMn鋼零件的工(gong)(gong)藝是(shi)將(jiang)(jiang)爐冷卻至550°C，并(bing)在(zai)滲碳(tan)后(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣冷卻，然后(hou)(hou)在(zai)爐中(zhong)進(jin)行(xing)重新(xin)加(jia)熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將(jiang)(jiang)爐子冷卻到一定溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越低(di)，越有(you)利于減少工(gong)(gong)件表面的氧化脫(tuo)碳(tan)，爐子溫度(du)(du)越低(di)，工(gong)(gong)件的冷卻速度(du)(du)越慢;另(ling)一方面，將(jiang)(jiang)工(gong)(gong)件淬(cui)(cui)火(huo)到爐中(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)(gong)件的表面質量，需要(yao)一段(duan)時間來(lai)確定加(jia)熱過程中(zhong)爐氣的碳(tan)勢。因此，當前的熱處理過程需要(yao)很(hen)長時間。

技(ji)術新工藝的技(ji)術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)間等工藝參數(shu)，以更(geng)快的滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫(wen)度(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐冷(leng)卻階(jie)段(duan)。隨(sui)著爐溫(wen)的緩慢降低，少量細(xi)孔滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)體(ti)逐(zhu)漸沉淀在滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面層上。當它(ta)冷(leng)卻到(dao)620°C以下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫(wen)。在此階(jie)段(duan)，奧(ao)氏體(ti)將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體(ti)，并(bing)且滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面上將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分(fen)球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨(sui)后的淬火做準備。等溫(wen)階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的球(qiu)(qiu)化(hua)作(zuo)用(yong)主(zhu)要取決于表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大的網(wang)眼或大的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球(qiu)(qiu)化(hua)效果差。因此，表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須(xu)控(kong)制在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)合(he)物(wu)熱處(chu)理(li)技術的控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)階(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)技術的(de)(de)關鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)和加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)高達(da)840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧體在工件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體轉變成奧氏體，并(bing)且在滲透(tou)層中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物(wu)溶解到奧氏體中，這(zhe)確保(bao)了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏體的(de)(de)高硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)，同(tong)時(shi)保(bao)留了(le)適量(liang)的(de)(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低淬(cui)火(huo)應力，同(tong)時(shi)有利于表面獲得高硬(ying)度(du)(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)階(jie)段。通過(guo)200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)(huo)的(de)馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變為(wei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)馬氏體(ti)(ti)，表面殘留的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)分解為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了使殘留奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)相(xiang)變充(chong)分并有(you)助于消除(chu)熱處理的(de)應力，采用了兩(liang)次回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過(guo)多年的(de)實(shi)踐，新(xin)的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)復合熱(re)處(chu)理工藝具有(you)明(ming)顯的(de)節(jie)能降耗效(xiao)果(guo)。它可以將原始滲(shen)(shen)碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)過(guo)程周期縮(suo)短(duan)約(yue)20，將能耗至少(shao)降低10，還可以減少(shao)滲(shen)(shen)碳(tan)劑的(de)消耗，并(bing)有(you)效(xiao)地(di)減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產成本(ben);此外，該方法(fa)具有(you)良好的(de)可重復性和(he)高質量穩(wen)定性。