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(tan)和淬(cui)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)溫度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)的(de)(de)淬火(huo)溫度(du)(du)，然后(hou)在保(bao)溫后(hou)直接(jie)淬火(huo)。使用這種方(fang)法，很(hen)容易使材料晶粒粗大，變(bian)脆并(bing)給(gei)工(gong)(gong)件(jian)(jian)結構施加(jia)壓(ya)力，并(bing)且只能承(cheng)載(zai)強度(du)(du)低(di)的(de)(de)小(xiao)模數(shu)齒輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最(zui)常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)(leng)卻至550°C，并(bing)在滲(shen)碳(tan)后(hou)進行空(kong)氣冷(leng)(leng)卻，然后(hou)在爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)進行重新加(jia)熱(re)和淬火(huo)。因為(wei)滲(shen)碳(tan)后(hou)需要(yao)將(jiang)爐(lu)(lu)子冷(leng)(leng)卻到(dao)一(yi)定溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越低(di)，越有利于減少工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面的(de)(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫度(du)(du)越低(di)，工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻速度(du)(du)越慢;另一(yi)方(fang)面，將(jiang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)淬火(huo)到(dao)爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)。為(wei)了確(que)(que)保(bao)淬火(huo)后(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)表面質量，需要(yao)一(yi)段時(shi)間(jian)來確(que)(que)定加(jia)熱(re)過程中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因此，當前的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)過程需要(yao)很(hen)長時(shi)間(jian)。

技(ji)術新(xin)工藝的技(ji)術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝(yi)參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度達到(dao)表面碳(tan)(tan)濃度，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃度梯度。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻階(jie)段。隨著爐(lu)溫的緩慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸(jian)沉淀在滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)層上(shang)。當它冷(leng)卻到620°C以(yi)下(xia)時(shi)，它將(jiang)(jiang)保(bao)持恒(heng)溫。在此(ci)階(jie)段，奧氏(shi)體將(jiang)(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并且滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)上(shang)將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分(fen)球化(hua)(hua)(hua)(hua)，為隨后(hou)的淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)的球化(hua)(hua)(hua)(hua)作用主要(yao)取決于表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)高，則會形成粗大(da)的網眼(yan)或大(da)的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)，且球化(hua)(hua)(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)必須(xu)控制在0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)熱(re)處理技術的控制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)火加(jia)(jia)(jia)熱(re)階段。該(gai)階段技術的(de)關鍵是(shi)(shi)將淬(cui)火和加(jia)(jia)(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)分(fen)為兩(liang)個階段。一階段的(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)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(de)轉變。此時，珠光體(ti)轉變成奧氏(shi)體(ti)，并且(qie)在滲透層中的(de)一些碳化(hua)物(wu)溶解到奧氏(shi)體(ti)中，這(zhe)確(que)保了淬(cui)火后(hou)馬氏(shi)體(ti)的(de)高(gao)硬度和強度，同(tong)時保留了適量的(de)未溶解碳化(hua)物(wu)。第二階段較低的(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度為810?830℃，是(shi)(shi)為了降低淬(cui)火應力(li)，同(tong)時有利于(yu)表面(mian)獲得高(gao)硬度。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)(huo)，淬(cui)火(huo)(huo)的(de)馬氏體轉變為(wei)回(hui)火(huo)(huo)馬氏體，表(biao)面殘留(liu)的(de)奧(ao)氏體分解(jie)為(wei)馬氏體。為(wei)了使殘留(liu)奧(ao)氏體的(de)相變充(chong)分并有(you)助于消除熱處理(li)的(de)應力，采用了兩次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實(shi)踐，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱處理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)(de)節能(neng)(neng)降耗效果(guo)。它可(ke)(ke)以將原始滲(shen)碳熱處理的(de)(de)過程(cheng)周期縮短約20，將能(neng)(neng)耗至少降低10，還可(ke)(ke)以減(jian)少滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并有(you)效地減(jian)少熱處理。生(sheng)產成本;此外，該方法(fa)具(ju)有(you)良好的(de)(de)可(ke)(ke)重復性和高質量穩定性。