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)滲碳和淬火處理以(yi)滿足(zu)其性能要求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度降至滲碳后的(de)(de)淬火(huo)(huo)溫度，然后在(zai)保溫后直接淬火(huo)(huo)。使(shi)用這種方法(fa)，很(hen)容易使(shi)材料晶粒粗大，變脆(cui)并給工(gong)件(jian)結構施加壓力(li)，并且(qie)只能承載強度低的(de)(de)小模(mo)數齒輪。目(mu)前，生產中最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝(yi)是將(jiang)爐冷(leng)卻至550°C，并在(zai)滲碳后進行空氣(qi)冷(leng)卻，然后在(zai)爐中進行重新加熱(re)(re)(re)和淬火(huo)(huo)。因為滲碳后需要(yao)將(jiang)爐子(zi)冷(leng)卻到(dao)一定溫度，所以溫度越(yue)(yue)低，越(yue)(yue)有利于(yu)減少工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧(yang)化脫碳，爐子(zi)溫度越(yue)(yue)低，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度越(yue)(yue)慢;另一方面(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)淬火(huo)(huo)到(dao)爐中。為了確保淬火(huo)(huo)后工(gong)件(jian)的(de)(de)表(biao)面(mian)質量，需要(yao)一段時(shi)間(jian)來(lai)確定加熱(re)(re)(re)過(guo)(guo)程中爐氣(qi)的(de)(de)碳勢。因此，當(dang)前的(de)(de)熱(re)(re)(re)處理(li)過(guo)(guo)程需要(yao)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳階(jie)段(duan)。優(you)化滲(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)碳時(shi)間(jian)和滲(shen)(shen)碳時(shi)間(jian)等工藝參數，以更(geng)快(kuai)的滲(shen)(shen)碳速度(du)(du)(du)達(da)到(dao)表面碳濃(nong)度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)碳深度(du)(du)(du)和滲(shen)(shen)碳層碳濃(nong)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)碳溫(wen)度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)爐(lu)冷卻(que)階(jie)(jie)段(duan)。隨著爐(lu)溫的緩慢降低，少量(liang)細孔滲碳(tan)體(ti)逐(zhu)漸(jian)沉淀在(zai)滲碳(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷卻(que)到620°C以下時，它將保持恒溫。在(zai)此(ci)階(jie)(jie)段(duan)，奧氏體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲碳(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分(fen)球化(hua)(hua)，為隨后的淬火做準(zhun)備。等溫階(jie)(jie)段(duan)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的球化(hua)(hua)作(zuo)用主要取決于表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)含量(liang)。如果表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)高(gao)，則(ze)會形成粗大的網眼(yan)或大的碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球化(hua)(hua)效果差(cha)。因此(ci)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)必須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技(ji)術的控制點之一。

（3）淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)階(jie)(jie)(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)(jie)(jie)段(duan)技(ji)術的(de)(de)關鍵是將淬火(huo)(huo)和(he)加(jia)熱(re)過程分為(wei)(wei)兩個(ge)階(jie)(jie)(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)高達840?860°C，這有利于鐵氧(yang)體(ti)(ti)在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此(ci)時(shi)(shi)，珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變成奧氏體(ti)(ti)，并且(qie)在滲透層(ceng)中的(de)(de)一(yi)些(xie)碳化物(wu)溶(rong)(rong)解到奧氏體(ti)(ti)中，這確保了(le)淬火(huo)(huo)后馬氏體(ti)(ti)的(de)(de)高硬(ying)度(du)和(he)強度(du)，同時(shi)(shi)保留了(le)適(shi)量的(de)(de)未(wei)溶(rong)(rong)解碳化物(wu)。第二階(jie)(jie)(jie)段(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度(du)為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了(le)降低淬火(huo)(huo)應力，同時(shi)(shi)有利于表(biao)面(mian)獲得高硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變為(wei)回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)，表面(mian)殘(can)(can)留(liu)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)相變充(chong)分(fen)并有助于(yu)消除熱(re)處理的(de)應(ying)力，采(cai)用了(le)兩次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)(de)實踐，新的(de)(de)(de)滲(shen)碳(tan)(tan)復(fu)(fu)合熱處理(li)(li)工藝具有明(ming)顯的(de)(de)(de)節能(neng)降(jiang)耗(hao)效果。它可以將原始滲(shen)碳(tan)(tan)熱處理(li)(li)的(de)(de)(de)過程周期(qi)縮(suo)短約(yue)20，將能(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)(de)消耗(hao)，并有效地減少(shao)熱處理(li)(li)。生產成本(ben);此外，該方法具有良(liang)好的(de)(de)(de)可重復(fu)(fu)性(xing)和高質量穩(wen)定性(xing)。