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滲碳和淬火(huo)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(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)降至滲碳(tan)后(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，然后(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后(hou)直接淬(cui)火(huo)。使(shi)(shi)用這種方(fang)法(fa)，很容易使(shi)(shi)材料晶(jing)粒粗大，變(bian)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)(de)小模(mo)數齒輪。目前，生產中(zhong)最(zui)常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)的(de)(de)工(gong)藝(yi)是將(jiang)(jiang)爐(lu)冷卻(que)至550°C，并(bing)在滲碳(tan)后(hou)進行空氣冷卻(que)，然后(hou)在爐(lu)中(zhong)進行重新加熱和淬(cui)火(huo)。因為滲碳(tan)后(hou)需(xu)要將(jiang)(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻(que)到(dao)一(yi)定溫(wen)(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)越低(di)，越有利(li)于減少工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子(zi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)越低(di)，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)越慢(man);另一(yi)方(fang)面(mian)，將(jiang)(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到(dao)爐(lu)中(zhong)。為了(le)確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表(biao)面(mian)質量，需(xu)要一(yi)段時間來確定加熱過程(cheng)中(zhong)爐(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)(de)熱處理過程(cheng)需(xu)要很長時間。

技(ji)術(shu)新(xin)工(gong)藝的技(ji)術(shu)要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優(you)化(hua)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝參數，以(yi)更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻階段。隨著(zhu)爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降低，少量細孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸(jian)沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)(mian)層上。當它冷(leng)卻到(dao)620°C以下(xia)時，它將(jiang)(jiang)保持恒溫。在此階段，奧氏體(ti)將(jiang)(jiang)轉(zhuan)變為(wei)珠光體(ti)，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表面(mian)(mian)上將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球(qiu)化(hua)(hua)，為(wei)隨后的(de)(de)淬火(huo)做準備(bei)。等(deng)溫階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)作用主要取決(jue)于(yu)表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度高，則會形成粗大(da)的(de)(de)網眼或大(da)的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)，且(qie)球(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此，表面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)熱處理(li)技(ji)術的(de)(de)控制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)(jie)段(duan)。該階(jie)(jie)段(duan)技(ji)術的(de)(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和(he)加熱(re)過程(cheng)分為兩(liang)個階(jie)(jie)段(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧體(ti)(ti)在工(gong)件芯部的(de)(de)(de)轉(zhuan)變。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏體(ti)(ti)，并且(qie)在滲透層中(zhong)的(de)(de)(de)一些碳(tan)化物(wu)溶解到奧(ao)氏體(ti)(ti)中(zhong)，這(zhe)確保了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)高硬(ying)度(du)和(he)強(qiang)度(du)，同時(shi)保留(liu)了(le)適量(liang)的(de)(de)(de)未溶解碳(tan)化物(wu)。第(di)二階(jie)(jie)段(duan)較(jiao)低的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了(le)降低淬(cui)火(huo)應力，同時(shi)有(you)利于表面獲得高硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階(jie)段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬氏(shi)(shi)體轉變為(wei)回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體，表(biao)面殘留的(de)奧氏(shi)(shi)體分解為(wei)馬氏(shi)(shi)體。為(wei)了使(shi)殘留奧氏(shi)(shi)體的(de)相(xiang)變充分并(bing)有助于(yu)消除熱處(chu)理的(de)應力，采用了兩次(ci)回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過多(duo)年的實踐，新的滲碳復(fu)合熱(re)處(chu)理工藝具有明顯的節能(neng)降耗(hao)(hao)效(xiao)果。它可以將(jiang)原始滲碳熱(re)處(chu)理的過程周期縮短(duan)約20，將(jiang)能(neng)耗(hao)(hao)至少降低10，還可以減少滲碳劑的消耗(hao)(hao)，并有效(xiao)地減少熱(re)處(chu)理。生產(chan)成本;此外，該方法具有良好(hao)的可重復(fu)性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。