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(shen)碳(tan)和(he)淬(cui)火處理以滿足其性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)度(du)(du)降(jiang)至滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)，然后(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)后(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這種(zhong)方法，很(hen)(hen)容易使材料晶粒粗大，變脆并給工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力，并且只能承(cheng)載(zai)強度(du)(du)低的(de)(de)小模數齒輪。目前(qian)，生產中(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝是(shi)將爐冷(leng)(leng)卻至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)進行空氣冷(leng)(leng)卻，然后(hou)在(zai)爐中(zhong)進行重新加(jia)熱(re)(re)和淬(cui)火(huo)。因為滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)需要(yao)將爐子(zi)冷(leng)(leng)卻到一(yi)定溫(wen)度(du)(du)，所(suo)以溫(wen)度(du)(du)越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表面的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐子(zi)溫(wen)度(du)(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻速度(du)(du)越慢;另一(yi)方面，將工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到爐中(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表面質(zhi)量，需要(yao)一(yi)段時(shi)間來(lai)確定加(jia)熱(re)(re)過程中(zhong)爐氣的(de)(de)碳(tan)勢(shi)。因此(ci)，當前(qian)的(de)(de)熱(re)(re)處理過程需要(yao)很(hen)(hen)長時(shi)間。

技(ji)術新工藝的技(ji)術要點如下：

（1）滲碳(tan)(tan)階段。優化滲碳(tan)(tan)勢，滲碳(tan)(tan)時(shi)間(jian)和(he)滲碳(tan)(tan)時(shi)間(jian)等工藝參數，以更(geng)快的滲碳(tan)(tan)速度達(da)到表面碳(tan)(tan)濃度，滲碳(tan)(tan)深度和(he)滲碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度梯度。滲碳(tan)(tan)溫度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳爐冷卻階(jie)段(duan)。隨著爐溫的(de)緩慢降低(di)，少量細孔(kong)滲(shen)碳體逐(zhu)漸沉淀在(zai)滲(shen)碳表(biao)面(mian)層上。當它冷卻到620°C以下(xia)時，它將保持恒溫。在(zai)此階(jie)段(duan)，奧氏體將轉變(bian)為(wei)珠光體，并(bing)且(qie)滲(shen)碳表(biao)面(mian)上將出現碳化(hua)物。部(bu)分球(qiu)化(hua)，為(wei)隨后的(de)淬火(huo)做準備。等溫階(jie)段(duan)碳化(hua)物的(de)球(qiu)化(hua)作用(yong)主要(yao)取決于(yu)表(biao)面(mian)碳含量。如果表(biao)面(mian)碳濃度(du)高，則(ze)會形(xing)成粗大(da)的(de)網眼或(huo)大(da)的(de)碳化(hua)物，且(qie)球(qiu)化(hua)效果差。因此，表(biao)面(mian)碳濃度(du)必須(xu)控制在(zai)0.85?1.00，這(zhe)是(shi)該滲(shen)碳化(hua)合物熱處理(li)技術的(de)控制點之一(yi)。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)階(jie)段。該(gai)階(jie)段技術的(de)(de)關(guan)鍵(jian)是將淬火(huo)和加(jia)熱(re)過程(cheng)分為兩個階(jie)段。一(yi)階(jie)段的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)高(gao)達840?860°C，這有(you)利(li)于(yu)鐵氧(yang)體(ti)在工件(jian)芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此時(shi)，珠光體(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏體(ti)，并(bing)且在滲透(tou)層中(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物(wu)溶(rong)解(jie)到奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)，這確保了(le)淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高(gao)硬度(du)和強度(du)，同時(shi)保留了(le)適(shi)量的(de)(de)未溶(rong)解(jie)碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)段較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)為810?830℃，是為了(le)降(jiang)低淬火(huo)應力，同時(shi)有(you)利(li)于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)(huo)階段(duan)。通(tong)過200?240℃的低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變為(wei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)，表(biao)面殘留(liu)的奧氏(shi)體(ti)(ti)分解為(wei)馬氏(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了使殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)(ti)的相變充分并有助于消除熱處理的應力(li)，采用(yong)了兩(liang)次回(hui)(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)(guo)多年的(de)(de)實踐，新(xin)的(de)(de)滲(shen)碳(tan)(tan)復(fu)(fu)合(he)熱(re)處理(li)工(gong)藝(yi)具(ju)有明顯的(de)(de)節能(neng)(neng)降(jiang)耗(hao)效(xiao)果(guo)。它(ta)可以將原(yuan)始滲(shen)碳(tan)(tan)熱(re)處理(li)的(de)(de)過(guo)(guo)程周期縮短約20，將能(neng)(neng)耗(hao)至少(shao)降(jiang)低10，還可以減少(shao)滲(shen)碳(tan)(tan)劑的(de)(de)消耗(hao)，并有效(xiao)地減少(shao)熱(re)處理(li)。生產成本;此(ci)外，該方法具(ju)有良好的(de)(de)可重復(fu)(fu)性和(he)高質量穩(wen)定性。