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)對其進行滲碳和(he)淬(cui)火處理(li)以滿足其性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)(wen)度(du)降至滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)(wen)度(du)，然后(hou)(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)直接(jie)淬(cui)火。使用(yong)(yong)這種方(fang)(fang)法，很容易使材料晶粒(li)粗大，變脆并(bing)給工(gong)件(jian)結構施加壓力，并(bing)且只能承載強度(du)低(di)的(de)小(xiao)模數齒輪(lun)。目前(qian)，生產中最常(chang)用(yong)(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將爐(lu)(lu)(lu)(lu)冷卻至550°C，并(bing)在滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)進(jin)行空氣冷卻，然后(hou)(hou)(hou)在爐(lu)(lu)(lu)(lu)中進(jin)行重新加熱和淬(cui)火。因為滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)需要(yao)將爐(lu)(lu)(lu)(lu)子(zi)冷卻到一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)越低(di)，越有利(li)于(yu)減少工(gong)件(jian)表(biao)面的(de)氧化(hua)脫碳，爐(lu)(lu)(lu)(lu)子(zi)溫(wen)(wen)度(du)越低(di)，工(gong)件(jian)的(de)冷卻速度(du)越慢(man);另一(yi)方(fang)(fang)面，將工(gong)件(jian)淬(cui)火到爐(lu)(lu)(lu)(lu)中。為了確保(bao)淬(cui)火后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)表(biao)面質量，需要(yao)一(yi)段(duan)時間來確定(ding)加熱過(guo)程中爐(lu)(lu)(lu)(lu)氣的(de)碳勢(shi)。因此，當(dang)前(qian)的(de)熱處理(li)過(guo)程需要(yao)很長時間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)等工藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)爐(lu)冷卻階(jie)段。隨(sui)著(zhu)爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降低，少量細孔(kong)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)表(biao)(biao)面(mian)層(ceng)上。當它(ta)冷卻到620°C以下時(shi)，它(ta)將保(bao)持恒溫。在(zai)此(ci)階(jie)段，奧(ao)氏體將轉變為珠光(guang)體，并且滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)表(biao)(biao)面(mian)上將出現碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后的(de)(de)淬火做準(zhun)備。等溫階(jie)段碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)作用主要取決于表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)含量。如果表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)濃度高，則會形成粗(cu)大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)碳(tan)濃度必須控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)化(hua)(hua)合(he)物(wu)熱(re)處理技(ji)術的(de)(de)控(kong)制(zhi)點之一。

（3）淬火加熱(re)階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技術的(de)關鍵是將淬火和加熱(re)過(guo)程分為兩個階段(duan)(duan)。一階段(duan)(duan)的(de)加熱(re)溫(wen)度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利(li)于鐵(tie)氧體(ti)(ti)在工件芯部的(de)轉變(bian)。此(ci)時，珠光體(ti)(ti)轉變(bian)成奧氏體(ti)(ti)，并且在滲透層中(zhong)(zhong)的(de)一些(xie)碳(tan)化物(wu)溶解到(dao)奧氏體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)，這(zhe)確保(bao)了淬火后馬氏體(ti)(ti)的(de)高(gao)硬度和強度，同時保(bao)留了適量的(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階段(duan)(duan)較低的(de)加熱(re)溫(wen)度為810?830℃，是為了降低淬火應(ying)力，同時有利(li)于表面獲(huo)得高(gao)硬度。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的(de)(de)低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變為(wei)回(hui)火(huo)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)分解(jie)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為(wei)了使(shi)殘留奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)相變充分并有助于消除熱處理的(de)(de)應力，采用了兩(liang)次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐，新的滲碳復合熱(re)處(chu)理工藝具有(you)明顯的節能降(jiang)耗(hao)效(xiao)果(guo)。它可以將原始滲碳熱(re)處(chu)理的過程周期(qi)縮短(duan)約20，將能耗(hao)至少(shao)降(jiang)低10，還可以減少(shao)滲碳劑(ji)的消耗(hao)，并有(you)效(xiao)地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產成(cheng)本;此外，該方法具有(you)良好的可重復性和高質量穩定性。