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)對其進行滲碳(tan)和淬火處理以滿足其性能(neng)要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)淬火溫度(du)(du)，然后(hou)(hou)(hou)在保溫后(hou)(hou)(hou)直接淬火。使(shi)用這(zhe)種方法，很(hen)容易使(shi)材料(liao)晶粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)結構施加壓(ya)力，并且只能承載(zai)強度(du)(du)低的(de)(de)小(xiao)模(mo)數齒輪。目前，生產中最(zui)常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝是將爐冷(leng)卻至550°C，并在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻，然后(hou)(hou)(hou)在爐中進行重新加熱(re)(re)和淬火。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需(xu)要將爐子冷(leng)卻到一(yi)(yi)定溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越(yue)低，越(yue)有利于減(jian)少工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫(tuo)碳(tan)，爐子溫度(du)(du)越(yue)低，工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)越(yue)慢;另一(yi)(yi)方面(mian)，將工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)淬火到爐中。為了(le)確保淬火后(hou)(hou)(hou)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需(xu)要一(yi)(yi)段時間(jian)來確定加熱(re)(re)過程中爐氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢(shi)。因此(ci)，當前的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)過程需(xu)要很(hen)長(chang)時間(jian)。

技術(shu)新(xin)工藝的技術(shu)要點(dian)如(ru)下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段(duan)。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間等工藝(yi)參(can)數，以更快(kuai)的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)達到(dao)表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深(shen)度(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯(ti)度(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷卻階(jie)段(duan)(duan)。隨著爐溫的緩慢降低，少量(liang)細(xi)孔滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)逐漸沉淀在(zai)滲碳(tan)(tan)表面層(ceng)上。當它冷卻到620°C以下(xia)時，它將(jiang)(jiang)保持恒溫。在(zai)此階(jie)段(duan)(duan)，奧(ao)氏體(ti)(ti)將(jiang)(jiang)轉(zhuan)變(bian)為珠光體(ti)(ti)，并且滲碳(tan)(tan)表面上將(jiang)(jiang)出現(xian)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球化(hua)(hua)，為隨后的淬火做準備。等溫階(jie)段(duan)(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的球化(hua)(hua)作用主要取決于表面碳(tan)(tan)含量(liang)。如果表面碳(tan)(tan)濃度高，則會形成粗大(da)(da)的網(wang)眼或大(da)(da)的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)(hua)效果差。因此，表面碳(tan)(tan)濃度必須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱(re)處理技術的控制點之一(yi)。

（3）淬(cui)(cui)(cui)火加熱(re)(re)階段(duan)。該(gai)階段(duan)技術(shu)的(de)關鍵是將淬(cui)(cui)(cui)火和加熱(re)(re)過程分為(wei)兩個(ge)階段(duan)。一階段(duan)的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)高達840?860°C，這有利于鐵氧(yang)體(ti)在(zai)工件芯部(bu)的(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。此(ci)時，珠光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)奧氏體(ti)，并且在(zai)滲透層中的(de)一些(xie)碳化物溶解到(dao)奧氏體(ti)中，這確保(bao)了淬(cui)(cui)(cui)火后馬氏體(ti)的(de)高硬度(du)和強度(du)，同(tong)時保(bao)留了適(shi)量(liang)的(de)未溶解碳化物。第二階段(duan)較低的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬(cui)(cui)(cui)火應(ying)力，同(tong)時有利于表面獲(huo)得(de)高硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的(de)(de)低溫回(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)為(wei)回(hui)火(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)，表面(mian)殘留的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)分解(jie)為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)。為(wei)了使殘留奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)相變(bian)充分并(bing)有助于消除(chu)熱處理的(de)(de)應(ying)力，采(cai)用了兩次(ci)回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)(guo)多年(nian)的(de)實踐，新的(de)滲(shen)(shen)碳復合熱處理(li)工藝具(ju)有(you)明(ming)顯的(de)節能降耗(hao)(hao)效果(guo)。它可以將原始滲(shen)(shen)碳熱處理(li)的(de)過(guo)(guo)程周期縮短約20，將能耗(hao)(hao)至少(shao)降低10，還可以減少(shao)滲(shen)(shen)碳劑(ji)的(de)消耗(hao)(hao)，并有(you)效地減少(shao)熱處理(li)。生產成本;此外，該方法具(ju)有(you)良好(hao)的(de)可重復性(xing)和高質量穩定性(xing)。