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(qi)進行滲(shen)碳和淬火處理以滿(man)足(zu)其(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫(wen)度(du)降至滲碳(tan)后(hou)的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)，然(ran)后(hou)在(zai)保溫(wen)后(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)。使用這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)，很容易(yi)使材料(liao)晶粒粗大，變脆并給(gei)工(gong)件結構(gou)施加壓力，并且只(zhi)能承載(zai)強度(du)低(di)的(de)(de)小模數(shu)齒輪。目(mu)前，生產中最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并在(zai)滲碳(tan)后(hou)進行(xing)(xing)空氣(qi)冷(leng)卻(que)，然(ran)后(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中進行(xing)(xing)重新加熱(re)和淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)。因(yin)為(wei)(wei)滲碳(tan)后(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻(que)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(du)，所(suo)以(yi)溫(wen)度(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于(yu)減少工(gong)件表面的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)越(yue)低(di)，工(gong)件的(de)(de)冷(leng)卻(que)速度(du)越(yue)慢;另一(yi)方(fang)(fang)面，將(jiang)工(gong)件淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)到爐(lu)(lu)中。為(wei)(wei)了確保淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)工(gong)件的(de)(de)表面質量，需(xu)要一(yi)段時間(jian)來確定(ding)加熱(re)過程中爐(lu)(lu)氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢。因(yin)此，當前的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)過程需(xu)要很長(chang)時間(jian)。

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

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段(duan)。優(you)化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)和(he)(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)等工藝參數，以(yi)更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度達到表面碳(tan)(tan)濃度，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度和(he)(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃度梯度。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段(duan)。隨著爐溫(wen)(wen)的(de)緩慢降(jiang)低(di)，少量細孔滲碳(tan)(tan)體逐漸(jian)沉淀在(zai)滲碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷(leng)卻到(dao)620°C以下時，它將保(bao)持恒溫(wen)(wen)。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體將轉變為珠(zhu)光體，并(bing)且滲碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)化物(wu)。部分球化，為隨后的(de)淬火(huo)做(zuo)準(zhun)備。等溫(wen)(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)球化作用主要取決于(yu)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(hui)形(xing)成粗大的(de)網眼(yan)或(huo)大的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)，且球化效果差。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制在(zai)0.85?1.00，這(zhe)是該滲碳(tan)(tan)化合(he)物(wu)熱處理(li)技術(shu)的(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火加(jia)熱階段(duan)。該階段(duan)技術的(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)火和(he)加(jia)熱過程(cheng)分為(wei)兩個階段(duan)。一(yi)階段(duan)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)高達840?860°C，這(zhe)(zhe)有(you)利于(yu)鐵氧體在工件芯部的(de)轉變(bian)。此時，珠(zhu)光體轉變(bian)成奧氏體，并且在滲透層中的(de)一(yi)些碳化(hua)物(wu)溶解(jie)到奧氏體中，這(zhe)(zhe)確保了(le)淬(cui)火后馬氏體的(de)高硬度(du)和(he)強度(du)，同時保留了(le)適量(liang)的(de)未溶解(jie)碳化(hua)物(wu)。第二階段(duan)較低的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低淬(cui)火應力，同時有(you)利于(yu)表面(mian)獲得高硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)(huo)階(jie)段。通過(guo)200?240℃的低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的馬氏(shi)(shi)體轉變為回(hui)(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體，表(biao)面殘留的奧氏(shi)(shi)體分(fen)解為馬氏(shi)(shi)體。為了使殘留奧氏(shi)(shi)體的相變充分(fen)并(bing)有助于消除熱處理(li)的應力(li)，采用了兩次回(hui)(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲碳(tan)復合熱處(chu)(chu)理工(gong)藝(yi)具有明顯的(de)(de)節能降耗(hao)效果。它可(ke)(ke)以將原始(shi)滲碳(tan)熱處(chu)(chu)理的(de)(de)過(guo)程(cheng)周期縮短(duan)約20，將能耗(hao)至少(shao)(shao)降低10，還可(ke)(ke)以減少(shao)(shao)滲碳(tan)劑的(de)(de)消耗(hao)，并有效地減少(shao)(shao)熱處(chu)(chu)理。生產成(cheng)本;此外，該方法具有良好的(de)(de)可(ke)(ke)重復性(xing)和(he)高質量穩定性(xing)。