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其(qi)(qi)進行滲(shen)碳和淬火處(chu)理以(yi)滿(man)足其(qi)(qi)性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度(du)降至滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火溫(wen)(wen)度(du)，然后(hou)(hou)在保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火。使用這種方法，很容易使材(cai)料晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)件(jian)結構施(shi)加壓力(li)，并(bing)且(qie)只能承載(zai)強度(du)低的(de)(de)(de)小模數齒輪。目前，生產中最常用的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)(de)工(gong)藝是將爐冷卻(que)至550°C，并(bing)在滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣冷卻(que)，然后(hou)(hou)在爐中進(jin)行(xing)重新加熱(re)和淬(cui)(cui)火。因為滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)(hou)需(xu)要(yao)將爐子(zi)冷卻(que)到(dao)(dao)一定溫(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)越低，越有利(li)于減(jian)少工(gong)件(jian)表面的(de)(de)(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐子(zi)溫(wen)(wen)度(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)冷卻(que)速度(du)越慢;另一方面，將工(gong)件(jian)淬(cui)(cui)火到(dao)(dao)爐中。為了(le)確(que)保淬(cui)(cui)火后(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)表面質量，需(xu)要(yao)一段時(shi)間(jian)來確(que)定加熱(re)過程中爐氣的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當(dang)前的(de)(de)(de)熱(re)處理過程需(xu)要(yao)很長時(shi)間(jian)。

技(ji)術新工藝的(de)技(ji)術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳階段。優化滲(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)碳時間(jian)和滲(shen)(shen)碳時間(jian)等工(gong)藝參(can)數(shu)，以更快的滲(shen)(shen)碳速度(du)(du)(du)達到表面碳濃度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)碳深度(du)(du)(du)和滲(shen)(shen)碳層碳濃度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)碳溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)階(jie)段。隨(sui)著爐(lu)(lu)溫(wen)的(de)緩慢降(jiang)低，少量細孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)體逐(zhu)漸沉(chen)淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當(dang)它冷(leng)卻(que)到620°C以下(xia)時，它將(jiang)(jiang)(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階(jie)段，奧氏體將(jiang)(jiang)(jiang)轉(zhuan)變(bian)為(wei)珠光(guang)體，并(bing)且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將(jiang)(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)淬火(huo)做準備。等溫(wen)階(jie)段碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)球化(hua)作用主要取決(jue)于(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含量。如(ru)果表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高(gao)，則會(hui)形成(cheng)粗大的(de)網眼或(huo)大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球化(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必(bi)須控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)控(kong)制(zhi)點(dian)之一。

（3）淬(cui)火加(jia)(jia)熱(re)階(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)段技術的關鍵是將(jiang)淬(cui)火和加(jia)(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)(jie)段。一(yi)階(jie)(jie)段的加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)高(gao)達840?860°C，這有(you)利于(yu)(yu)鐵氧體(ti)(ti)在工件芯部的轉變(bian)。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)(ti)轉變(bian)成奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，并(bing)且在滲透(tou)層中(zhong)的一(yi)些(xie)碳(tan)化(hua)物溶(rong)解到(dao)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)，這確保了(le)淬(cui)火后馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的高(gao)硬度(du)和強度(du)，同時(shi)保留了(le)適量(liang)的未溶(rong)解碳(tan)化(hua)物。第二階(jie)(jie)段較低的加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低淬(cui)火應力，同時(shi)有(you)利于(yu)(yu)表(biao)面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)火階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火，淬火的(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)轉變(bian)為回(hui)火馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)，表面殘留的(de)奧氏體(ti)(ti)分解為馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)。為了(le)(le)使殘留奧氏體(ti)(ti)的(de)相變(bian)充分并(bing)有助于(yu)消除熱處(chu)理(li)的(de)應力，采用了(le)(le)兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實踐，新(xin)的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)復合(he)熱(re)處(chu)理工藝(yi)具有明顯的(de)節能(neng)降耗效果。它可(ke)以(yi)將原始(shi)滲(shen)碳(tan)(tan)熱(re)處(chu)理的(de)過程(cheng)周期(qi)縮(suo)短(duan)約20，將能(neng)耗至少(shao)降低10，還可(ke)以(yi)減少(shao)滲(shen)碳(tan)(tan)劑的(de)消耗，并有效地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生(sheng)產成(cheng)本;此(ci)外，該方法具有良(liang)好的(de)可(ke)重(zhong)復性和高質量穩定性。