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)其進行滲碳和淬(cui)火(huo)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將溫(wen)(wen)度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)的(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)，然后(hou)在(zai)保溫(wen)(wen)后(hou)直(zhi)接淬(cui)火(huo)。使用這種方(fang)法(fa)，很容易使材(cai)料晶粒粗大，變脆(cui)并(bing)(bing)(bing)給(gei)工(gong)件(jian)結構(gou)施加(jia)壓力，并(bing)(bing)(bing)且只(zhi)能承載強度(du)(du)低(di)的(de)小(xiao)模數齒輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最常(chang)用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)藝是將爐(lu)(lu)冷卻至550°C，并(bing)(bing)(bing)在(zai)滲(shen)碳(tan)后(hou)進行(xing)空氣冷卻，然后(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)進行(xing)重新加(jia)熱和淬(cui)火(huo)。因為(wei)滲(shen)碳(tan)后(hou)需要(yao)將爐(lu)(lu)子冷卻到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利(li)于減(jian)少(shao)工(gong)件(jian)表面的(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)的(de)冷卻速度(du)(du)越(yue)慢;另一(yi)方(fang)面，將工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)。為(wei)了確(que)保淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件(jian)的(de)表面質量，需要(yao)一(yi)段時間(jian)來確(que)定加(jia)熱過(guo)程中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此，當(dang)前的(de)熱處理過(guo)程需要(yao)很長時間(jian)。

技(ji)術(shu)新工藝(yi)的技(ji)術(shu)要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間等工藝參數，以(yi)更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度達到表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度梯度。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫度為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階(jie)段(duan)。隨著爐溫的(de)緩慢降低，少(shao)量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層上(shang)。當它(ta)冷(leng)卻(que)到(dao)620°C以下(xia)時，它(ta)將保持恒(heng)溫。在(zai)此(ci)階(jie)段(duan)，奧氏體將轉(zhuan)變為(wei)珠光體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上(shang)將出(chu)現碳(tan)(tan)化物。部分(fen)球(qiu)化，為(wei)隨后的(de)淬火做準備。等溫階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化物的(de)球(qiu)化作用主(zhu)要取決于(yu)表面(mian)碳(tan)(tan)含(han)量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)高，則會形(xing)成(cheng)粗大的(de)網(wang)眼(yan)或大的(de)碳(tan)(tan)化物，且(qie)球(qiu)化效果差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)必須(xu)控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化合物熱處(chu)理技術的(de)控制點(dian)之一。

（3）淬火加熱階(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)段技(ji)術的(de)(de)(de)關鍵是(shi)將淬火和加熱過(guo)程分為兩個(ge)階(jie)(jie)段。一(yi)階(jie)(jie)段的(de)(de)(de)加熱溫度(du)高(gao)達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵(tie)氧(yang)體(ti)在工(gong)件(jian)芯部的(de)(de)(de)轉(zhuan)變。此時，珠光體(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏(shi)體(ti)，并(bing)且在滲透層中的(de)(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物溶解到(dao)奧(ao)氏(shi)體(ti)中，這(zhe)確保了淬火后馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)高(gao)硬(ying)度(du)和強度(du)，同時保留了適量的(de)(de)(de)未溶解碳(tan)化物。第二階(jie)(jie)段較低的(de)(de)(de)加熱溫度(du)為810?830℃，是(shi)為了降低淬火應力，同時有(you)利于表面獲得(de)高(gao)硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)火(huo)階(jie)段。通過200?240℃的低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的馬氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘留的奧氏(shi)體(ti)分(fen)解為馬氏(shi)體(ti)。為了使(shi)殘留奧氏(shi)體(ti)的相(xiang)變充分(fen)并有助(zhu)于(yu)消(xiao)除(chu)熱處理的應力，采(cai)用(yong)了兩次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過多年的實踐，新的滲(shen)碳(tan)復合熱(re)(re)處理工藝具有(you)明(ming)顯的節能降(jiang)耗效果。它可(ke)以將(jiang)原始(shi)滲(shen)碳(tan)熱(re)(re)處理的過程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)(shao)(shao)降(jiang)低10，還可(ke)以減(jian)少(shao)(shao)(shao)滲(shen)碳(tan)劑的消耗，并有(you)效地減(jian)少(shao)(shao)(shao)熱(re)(re)處理。生(sheng)產成本;此外(wai)，該(gai)方法(fa)具有(you)良好的可(ke)重復性和高質(zhi)量穩定性。