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(qi)進行滲碳和淬火處理以(yi)滿足其(qi)性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫度(du)降至滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)的(de)淬火溫度(du)，然(ran)后(hou)在保溫后(hou)直接淬火。使(shi)(shi)用這(zhe)種方法，很容易使(shi)(shi)材(cai)料晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)(gong)件(jian)結構施加壓力，并(bing)且只能承(cheng)載強(qiang)度(du)低(di)(di)的(de)小模數齒(chi)輪(lun)。目前，生產(chan)中最常用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)(gong)藝是(shi)將爐(lu)(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并(bing)在滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)進行空氣冷(leng)卻(que)，然(ran)后(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中進行重(zhong)新加熱(re)和淬火。因為滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要將爐(lu)(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻(que)到(dao)一(yi)定溫度(du)，所以溫度(du)越低(di)(di)，越有(you)利于減少工(gong)(gong)件(jian)表面的(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子(zi)溫度(du)越低(di)(di)，工(gong)(gong)件(jian)的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)越慢;另一(yi)方面，將工(gong)(gong)件(jian)淬火到(dao)爐(lu)(lu)(lu)中。為了(le)確保淬火后(hou)工(gong)(gong)件(jian)的(de)表面質量，需(xu)要一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)來確定加熱(re)過程中爐(lu)(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)熱(re)處理過程需(xu)要很長(chang)時(shi)間(jian)。

技術新(xin)工藝的技術要點(dian)如(ru)下(xia)：

（1）滲碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲碳(tan)(tan)(tan)勢，滲碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)和(he)滲碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)等(deng)工(gong)藝(yi)參數，以更快的(de)滲碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)，滲碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和(he)滲碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)梯度(du)。滲碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻階段。隨著爐溫(wen)的緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀(dian)在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層上。當(dang)它冷卻到620°C以下時，它將(jiang)(jiang)保(bao)持(chi)恒溫(wen)。在此(ci)階段，奧氏體(ti)將(jiang)(jiang)轉變為(wei)珠光(guang)體(ti)，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分(fen)球化(hua)(hua)(hua)，為(wei)隨后(hou)的淬(cui)火做(zuo)準(zhun)備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的球化(hua)(hua)(hua)作用主要取(qu)決于表面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高(gao)，則會(hui)形(xing)成粗大(da)的網眼或(huo)大(da)的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須控制在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱處理技術的控制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)熱階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術(shu)的(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)(cui)火和加(jia)熱過程分為兩個(ge)階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利(li)于(yu)(yu)鐵氧體(ti)在工件芯部(bu)的(de)轉(zhuan)(zhuan)變。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)，并且在滲透層中的(de)一些碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)溶解到(dao)奧氏(shi)體(ti)中，這(zhe)確保了(le)淬(cui)(cui)火后(hou)馬氏(shi)體(ti)的(de)高硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)，同時(shi)保留了(le)適量(liang)的(de)未(wei)溶解碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低(di)的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)為810?830℃，是為了(le)降低(di)淬(cui)(cui)火應力，同時(shi)有(you)利(li)于(yu)(yu)表面獲得高硬度(du)(du)。

（4）回(hui)火階段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火，淬火的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)火馬氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的(de)奧氏(shi)體(ti)分(fen)解為馬氏(shi)體(ti)。為了使殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并(bing)有助(zhu)于消(xiao)除熱處理的(de)應力，采(cai)用了兩次(ci)回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)實踐，新的(de)滲碳復合熱(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)具有明顯的(de)節能降(jiang)耗(hao)效果。它可(ke)以將原始滲碳熱(re)處(chu)(chu)理(li)的(de)過(guo)程周(zhou)期縮短(duan)約20，將能耗(hao)至少降(jiang)低10，還可(ke)以減(jian)(jian)少滲碳劑的(de)消耗(hao)，并有效地減(jian)(jian)少熱(re)處(chu)(chu)理(li)。生產成本;此外，該(gai)方法(fa)具有良好(hao)的(de)可(ke)重復性和高質(zhi)量穩定(ding)性。