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(yao)對其(qi)進(jin)行(xing)滲碳(tan)和(he)淬火處理以滿足其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)降至滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)的(de)淬(cui)火(huo)溫度(du)，然(ran)后(hou)在保(bao)溫后(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這種方(fang)法，很(hen)容易使材料晶(jing)粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)件結構施加(jia)(jia)壓(ya)力，并且只能承載(zai)強(qiang)度(du)低(di)(di)的(de)小(xiao)模(mo)數齒(chi)輪。目前，生(sheng)產中最常用的(de)20CrMoMn鋼零件的(de)工(gong)(gong)藝是將(jiang)爐冷卻至550°C，并在滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)進行空氣(qi)(qi)冷卻，然(ran)后(hou)在爐中進行重(zhong)新加(jia)(jia)熱(re)(re)和淬(cui)火(huo)。因為(wei)滲(shen)碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要(yao)將(jiang)爐子冷卻到一(yi)定溫度(du)，所(suo)以(yi)溫度(du)越(yue)低(di)(di)，越(yue)有利(li)于減少工(gong)(gong)件表面(mian)(mian)的(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐子溫度(du)越(yue)低(di)(di)，工(gong)(gong)件的(de)冷卻速度(du)越(yue)慢(man);另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)(mian)，將(jiang)工(gong)(gong)件淬(cui)火(huo)到爐中。為(wei)了(le)確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)(gong)件的(de)表面(mian)(mian)質量，需(xu)要(yao)一(yi)段時間(jian)來確定加(jia)(jia)熱(re)(re)過(guo)程中爐氣(qi)(qi)的(de)碳(tan)(tan)勢(shi)。因此，當前的(de)熱(re)(re)處理過(guo)程需(xu)要(yao)很(hen)長(chang)時間(jian)。

技術(shu)新工(gong)藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)爐冷卻(que)階段(duan)。隨著爐溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少量(liang)(liang)細(xi)孔滲(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)表面(mian)層上。當它冷卻(que)到620°C以下時，它將(jiang)(jiang)保持恒溫(wen)。在(zai)此階段(duan)，奧氏體(ti)將(jiang)(jiang)轉變(bian)為珠光(guang)體(ti)，并且(qie)滲(shen)碳(tan)表面(mian)上將(jiang)(jiang)出現碳(tan)化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為隨后的(de)(de)淬火(huo)做準備。等溫(wen)階段(duan)碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球化(hua)作用主要(yao)取(qu)決于表面(mian)碳(tan)含量(liang)(liang)。如果表面(mian)碳(tan)濃度高，則會形(xing)成粗大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)，且(qie)球化(hua)效(xiao)果差。因此，表面(mian)碳(tan)濃度必須控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)碳(tan)化(hua)合物(wu)熱(re)處理技術的(de)(de)控(kong)制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱階(jie)段。該階(jie)段技術的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)(cui)火(huo)和(he)加熱過程(cheng)分為兩個階(jie)段。一階(jie)段的(de)(de)加熱溫度(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此時，珠光(guang)體(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，并且在滲透層(ceng)中的(de)(de)一些碳化物溶解到奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中，這(zhe)確保(bao)了淬(cui)(cui)火(huo)后馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)高硬(ying)度(du)和(he)強度(du)，同(tong)時保(bao)留(liu)了適量的(de)(de)未溶解碳化物。第(di)二階(jie)段較低的(de)(de)加熱溫度(du)為810?830℃，是為了降低淬(cui)(cui)火(huo)應力(li)，同(tong)時有(you)利于表面(mian)獲得高硬(ying)度(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低(di)溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏(shi)體轉變為回火(huo)馬氏(shi)體，表面殘留的(de)奧氏(shi)體分(fen)解為馬氏(shi)體。為了使殘留奧氏(shi)體的(de)相變充分(fen)并(bing)有(you)助(zhu)于消除熱處(chu)理的(de)應力，采(cai)用了兩(liang)次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實(shi)踐，新的滲(shen)碳復合熱(re)處理(li)工(gong)藝具有(you)(you)明顯的節能降(jiang)耗效果。它可(ke)以將原(yuan)始滲(shen)碳熱(re)處理(li)的過程周期縮(suo)短約20，將能耗至(zhi)少(shao)降(jiang)低10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)碳劑的消(xiao)耗，并有(you)(you)效地減少(shao)熱(re)處理(li)。生(sheng)產成本(ben);此外，該方法具有(you)(you)良好的可(ke)重復性(xing)和(he)高質量穩定性(xing)。