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(xu)要對其進(jin)行(xing)滲(shen)碳(tan)和淬火(huo)處理以滿足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)降至(zhi)滲碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)淬火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)(zai)保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)直接淬火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很容易(yi)使材料晶粒粗(cu)大，變(bian)脆并給工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力(li)，并且只能承(cheng)載強(qiang)度(du)(du)(du)低的(de)(de)小模數(shu)齒輪(lun)。目前，生產中最常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)冷卻(que)至(zhi)550°C，并在(zai)(zai)滲碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進行(xing)空(kong)氣冷卻(que)，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)(zai)爐(lu)中進行(xing)重新加(jia)熱和淬火(huo)。因(yin)(yin)為(wei)滲碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表面的(de)(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)子(zi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)(du)(du)越慢(man);另一(yi)方(fang)面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬火(huo)到爐(lu)中。為(wei)了確保淬火(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表面質量，需(xu)要一(yi)段時間(jian)(jian)來確定加(jia)熱過程中爐(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因(yin)(yin)此，當前的(de)(de)熱處理過程需(xu)要很長時間(jian)(jian)。

技術(shu)新工藝(yi)的技術(shu)要點(dian)如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間(jian)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間(jian)等工藝參數(shu)，以更(geng)快(kuai)的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)達(da)到表(biao)面碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻階(jie)段(duan)。隨著爐溫(wen)的(de)(de)緩(huan)慢降(jiang)低，少量細(xi)孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷卻到620°C以下時，它將保(bao)持(chi)恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階(jie)段(duan)，奧氏體(ti)(ti)(ti)將轉(zhuan)變為珠光體(ti)(ti)(ti)，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球化(hua)(hua)，為隨后的(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)球化(hua)(hua)作用(yong)主要取(qu)決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度高，則會形(xing)成粗(cu)大(da)的(de)(de)網眼或(huo)大(da)的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)，且(qie)球化(hua)(hua)效(xiao)果差(cha)。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度必(bi)須控(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱處(chu)理技術的(de)(de)控(kong)制點(dian)之(zhi)一。

（3）淬火(huo)加熱階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技術的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬火(huo)和加熱過程分(fen)為(wei)兩個階段(duan)(duan)。一(yi)階段(duan)(duan)的(de)(de)加熱溫(wen)度(du)(du)高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧(ao)氏體(ti)，并且(qie)在滲透層中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物溶解到奧(ao)氏體(ti)中，這(zhe)確保(bao)了(le)淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)，同(tong)時(shi)保(bao)留了(le)適量的(de)(de)未溶解碳(tan)化物。第二階段(duan)(duan)較低的(de)(de)加熱溫(wen)度(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降(jiang)低淬火(huo)應力，同(tong)時(shi)有利于(yu)表面獲得高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)。

（4）回火階段。通過(guo)200?240℃的(de)(de)低溫回火，淬火的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變為回火馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表面(mian)殘(can)留(liu)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)分解為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為了使殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)相變充分并有助于消除熱處(chu)理的(de)(de)應力，采(cai)用了兩次回火。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐，新的滲碳(tan)復合(he)熱(re)處(chu)理工藝(yi)具有明顯的節能(neng)降耗(hao)(hao)效果(guo)。它可(ke)以(yi)將(jiang)(jiang)原始(shi)滲碳(tan)熱(re)處(chu)理的過程(cheng)周期縮短約20，將(jiang)(jiang)能(neng)耗(hao)(hao)至少降低10，還可(ke)以(yi)減少滲碳(tan)劑的消耗(hao)(hao)，并有效地減少熱(re)處(chu)理。生產成本;此(ci)外，該方法具有良好(hao)的可(ke)重(zhong)復性和(he)高質量穩定性。