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(shen)碳和淬火(huo)處理以滿足其性能要求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至滲碳(tan)后(hou)(hou)的(de)淬火溫(wen)(wen)度(du)(du)，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬火。使用(yong)這種方(fang)法，很(hen)容(rong)易(yi)使材料晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力，并(bing)且只能承載強度(du)(du)低的(de)小模數齒輪。目前，生產中(zhong)最(zui)常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)(leng)卻至550°C，并(bing)在(zai)(zai)滲碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣冷(leng)(leng)卻，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進行重新加(jia)熱(re)和(he)淬火。因為滲碳(tan)后(hou)(hou)需(xu)(xu)要(yao)將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)子冷(leng)(leng)卻到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所以(yi)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表(biao)面的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫(wen)(wen)度(du)(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)冷(leng)(leng)卻速度(du)(du)越慢;另一(yi)方(fang)面，將(jiang)(jiang)工(gong)件(jian)淬火到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確(que)保淬火后(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)表(biao)面質量(liang)，需(xu)(xu)要(yao)一(yi)段時間(jian)來確(que)定加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)中(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)熱(re)處理(li)過(guo)程(cheng)需(xu)(xu)要(yao)很(hen)長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點(dian)如下(xia)：

（1）滲(shen)碳(tan)階段(duan)。優化滲(shen)碳(tan)勢，滲(shen)碳(tan)時間和(he)滲(shen)碳(tan)時間等(deng)工藝參(can)數(shu)，以更快的(de)滲(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到(dao)表(biao)面碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)層(ceng)碳(tan)濃度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻(que)階(jie)段。隨著爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降低(di)，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體(ti)逐漸沉(chen)淀在滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上。當它冷(leng)卻(que)到620°C以下時，它將(jiang)保(bao)持恒溫。在此階(jie)段，奧氏體(ti)將(jiang)轉變為珠光體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出現(xian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)。部(bu)分球化(hua)，為隨后(hou)的(de)(de)淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)球化(hua)作用主要取決(jue)于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)高(gao)，則會形成(cheng)粗大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)效果差。因此，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)必須(xu)控(kong)制在0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物(wu)(wu)熱處理技術(shu)的(de)(de)控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)階(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)(huo)和(he)加(jia)熱(re)(re)過程(cheng)分為(wei)兩個階(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。一(yi)階(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)高(gao)達(da)840?860°C，這有(you)利于(yu)鐵(tie)氧體(ti)在(zai)工(gong)件(jian)芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧氏(shi)體(ti)，并且在(zai)滲透層中(zhong)的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物溶(rong)(rong)解(jie)到奧氏(shi)體(ti)中(zhong)，這確(que)保了淬(cui)火(huo)(huo)后馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)高(gao)硬度(du)和(he)強(qiang)度(du)，同時(shi)保留了適量的(de)(de)未(wei)溶(rong)(rong)解(jie)碳(tan)化物。第二階(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)較低(di)(di)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低(di)(di)淬(cui)火(huo)(huo)應力，同時(shi)有(you)利于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)火，淬火的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)(hui)火馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表(biao)面殘留(liu)(liu)的(de)奧氏(shi)體(ti)分(fen)解為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為了(le)使殘留(liu)(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并有助于消(xiao)除熱(re)處理的(de)應力，采用了(le)兩次(ci)回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過(guo)(guo)多年的(de)實(shi)踐，新的(de)滲碳(tan)復(fu)合熱(re)處(chu)理工藝具有明顯的(de)節能降(jiang)耗(hao)(hao)效(xiao)果。它可(ke)以將(jiang)原始滲碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)過(guo)(guo)程(cheng)周期縮短約20，將(jiang)能耗(hao)(hao)至少降(jiang)低10，還(huan)可(ke)以減(jian)少滲碳(tan)劑的(de)消耗(hao)(hao)，并有效(xiao)地減(jian)少熱(re)處(chu)理。生產成本(ben);此外，該方法具有良(liang)好的(de)可(ke)重復(fu)性和高(gao)質量穩定性。