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(dui)其進(jin)行滲(shen)碳和淬火(huo)處理以滿足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)度(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)(tan)后的(de)(de)(de)(de)淬火溫(wen)度(du)(du)，然(ran)后在(zai)保溫(wen)后直接淬火。使用(yong)這(zhe)種(zhong)方法，很容易(yi)使材料(liao)晶粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)件(jian)結構(gou)施加(jia)壓力(li)，并且只能承載強度(du)(du)低的(de)(de)(de)(de)小模數齒輪。目前，生產中最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝是將爐(lu)(lu)冷卻(que)(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)后進行空氣(qi)冷卻(que)(que)，然(ran)后在(zai)爐(lu)(lu)中進行重新加(jia)熱(re)(re)和淬火。因(yin)為滲(shen)碳(tan)(tan)后需(xu)要將爐(lu)(lu)子(zi)冷卻(que)(que)到(dao)一定溫(wen)度(du)(du)，所(suo)以溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，越(yue)(yue)(yue)有利于減少工(gong)(gong)件(jian)表面的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低，工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)速(su)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)慢;另一方面，將工(gong)(gong)件(jian)淬火到(dao)爐(lu)(lu)中。為了確保淬火后工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)(de)表面質量，需(xu)要一段時間(jian)(jian)來確定加(jia)熱(re)(re)過(guo)程中爐(lu)(lu)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因(yin)此，當前的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處理過(guo)程需(xu)要很長時間(jian)(jian)。

技術(shu)新工藝(yi)的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快(kuai)的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)(du)(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)爐冷卻(que)階段。隨著爐溫(wen)的(de)(de)緩慢(man)降低，少量細孔滲碳(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸(jian)沉(chen)淀在(zai)滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)(biao)面層上(shang)(shang)。當它冷卻(que)到620°C以下(xia)時，它將(jiang)(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段，奧(ao)氏體將(jiang)(jiang)轉變(bian)為珠(zhu)光體，并且(qie)滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)(biao)面上(shang)(shang)將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物。部分球化(hua)(hua)(hua)，為隨后的(de)(de)淬火做準(zhun)備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)球化(hua)(hua)(hua)作用主要取決于表(biao)(biao)(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)(biao)(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度高，則會形成(cheng)粗大的(de)(de)網(wang)眼或大的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物，且(qie)球化(hua)(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)(biao)(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度必須控(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物熱處(chu)理技(ji)術的(de)(de)控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)熱(re)階(jie)(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)(jie)段(duan)技術的(de)關鍵是將淬(cui)(cui)火和加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)分(fen)為兩個階(jie)(jie)段(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)的(de)加(jia)熱(re)溫度高達840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧(yang)體(ti)在(zai)工(gong)件芯(xin)部的(de)轉變。此時，珠光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且(qie)在(zai)滲透層中的(de)一些碳化物(wu)溶解到奧氏體(ti)中，這(zhe)確保了淬(cui)(cui)火后馬氏體(ti)的(de)高硬(ying)度和強度，同時保留了適(shi)量的(de)未(wei)溶解碳化物(wu)。第二階(jie)(jie)段(duan)較低(di)的(de)加(jia)熱(re)溫度為810?830℃，是為了降(jiang)低(di)淬(cui)(cui)火應力，同時有利于表面(mian)獲得(de)高硬(ying)度。

（4）回(hui)(hui)火(huo)階(jie)段。通(tong)過200?240℃的(de)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分(fen)解為馬氏(shi)體(ti)。為了使殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并有助于(yu)消除熱處理(li)的(de)應力(li)，采用了兩次回(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多(duo)年的實踐，新的滲碳復合熱(re)處理工藝具有(you)明顯的節能降耗效果。它可(ke)以將(jiang)(jiang)原(yuan)始滲碳熱(re)處理的過(guo)程(cheng)周期縮短(duan)約(yue)20，將(jiang)(jiang)能耗至少(shao)(shao)降低(di)10，還(huan)可(ke)以減少(shao)(shao)滲碳劑的消耗，并(bing)有(you)效地減少(shao)(shao)熱(re)處理。生產成本;此外(wai)，該方法具有(you)良好的可(ke)重復性(xing)和高質量穩定性(xing)。