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進行(xing)滲碳(tan)和(he)淬火處理(li)以滿足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度(du)(du)降至滲(shen)碳后(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)，然(ran)后(hou)(hou)在保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使用這種方法，很容易(yi)使材料晶(jing)粒粗大，變脆并給工件(jian)結構施加壓力，并且只能承載強度(du)(du)低的(de)(de)小模數齒輪。目前，生產中最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)的(de)(de)工藝是將爐(lu)(lu)(lu)冷卻(que)至550°C，并在滲(shen)碳后(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣冷卻(que)，然(ran)后(hou)(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中進(jin)行(xing)重新加熱(re)(re)和(he)淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳后(hou)(hou)需要(yao)將爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)冷卻(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所(suo)以溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低，越(yue)有利于減少(shao)工件(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫(tuo)碳，爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低，工件(jian)的(de)(de)冷卻(que)速(su)度(du)(du)越(yue)慢(man);另一(yi)方面(mian)，將工件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)(lu)中。為了確保淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)工件(jian)的(de)(de)表面(mian)質量(liang)，需要(yao)一(yi)段時間來確定加熱(re)(re)過(guo)程中爐(lu)(lu)(lu)氣的(de)(de)碳勢(shi)。因此，當前的(de)(de)熱(re)(re)處理過(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)(shen)碳階段(duan)。優(you)化(hua)滲(shen)(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)(shen)碳時間和滲(shen)(shen)(shen)碳時間等工藝參(can)數，以更快的滲(shen)(shen)(shen)碳速(su)度(du)達(da)到表(biao)面(mian)碳濃(nong)(nong)度(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳深度(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳層碳濃(nong)(nong)度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻階(jie)段。隨(sui)著爐溫的(de)緩慢(man)降低，少量(liang)細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸(jian)沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)層(ceng)上。當它(ta)冷卻到620°C以下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫。在此階(jie)段，奧氏體(ti)將(jiang)轉(zhuan)變(bian)為珠光體(ti)，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)出現(xian)碳(tan)(tan)化物(wu)。部分(fen)球(qiu)(qiu)化，為隨(sui)后的(de)淬火做準備(bei)。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)球(qiu)(qiu)化作用主要取決于(yu)表面(mian)碳(tan)(tan)含量(liang)。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗(cu)大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)，且(qie)球(qiu)(qiu)化效果差(cha)。因(yin)此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須控(kong)(kong)制在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)碳(tan)(tan)化合物(wu)熱處理技(ji)術的(de)控(kong)(kong)制點之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加(jia)熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)關(guan)鍵是將淬(cui)(cui)火(huo)和加(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利(li)于鐵(tie)氧體(ti)在工件芯部的(de)轉(zhuan)變。此時，珠(zhu)光體(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏體(ti)，并且在滲透(tou)層中的(de)一(yi)些碳化物(wu)溶(rong)解(jie)到奧(ao)氏體(ti)中，這(zhe)確保了(le)淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)馬氏體(ti)的(de)高(gao)硬(ying)(ying)度和強度，同(tong)時保留了(le)適量(liang)的(de)未溶(rong)解(jie)碳化物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低淬(cui)(cui)火(huo)應力，同(tong)時有利(li)于表(biao)面獲得高(gao)硬(ying)(ying)度。

（4）回火階段。通過(guo)200?240℃的(de)低(di)溫(wen)回火，淬(cui)火的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變為回火馬(ma)氏(shi)(shi)體，表(biao)面殘留的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體分解為馬(ma)氏(shi)(shi)體。為了(le)使殘留奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體的(de)相變充分并(bing)有(you)助于消除熱(re)處理(li)的(de)應力，采用了(le)兩(liang)次(ci)回火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳(tan)復(fu)合熱(re)處(chu)理(li)(li)工(gong)藝具有明顯的(de)節能降耗(hao)效果。它可(ke)(ke)以(yi)將(jiang)原(yuan)始(shi)滲(shen)碳(tan)熱(re)處(chu)理(li)(li)的(de)過(guo)程周期縮(suo)短約20，將(jiang)能耗(hao)至少降低10，還可(ke)(ke)以(yi)減少滲(shen)碳(tan)劑的(de)消耗(hao)，并有效地減少熱(re)處(chu)理(li)(li)。生產成本;此外，該(gai)方法具有良好(hao)的(de)可(ke)(ke)重復(fu)性和高質量(liang)穩定性。