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)碳和淬火處理以滿足其性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫度(du)(du)降至(zhi)滲(shen)碳后(hou)的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)(du)，然(ran)后(hou)在(zai)保溫后(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使用(yong)(yong)這種方法，很(hen)容(rong)易使材料晶粒粗大，變(bian)脆并給工件(jian)結構施(shi)加壓(ya)力，并且只能(neng)承載(zai)強度(du)(du)低(di)(di)的(de)(de)小模數齒輪。目前，生(sheng)產(chan)中最常用(yong)(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工藝是將爐冷(leng)卻至(zhi)550°C，并在(zai)滲(shen)碳后(hou)進(jin)行(xing)空氣(qi)冷(leng)卻，然(ran)后(hou)在(zai)爐中進(jin)行(xing)重新(xin)加熱(re)和(he)淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳后(hou)需要將爐子冷(leng)卻到一(yi)定溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越(yue)(yue)低(di)(di)，越(yue)(yue)有利于減少工件(jian)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧(yang)化脫碳，爐子溫度(du)(du)越(yue)(yue)低(di)(di)，工件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)越(yue)(yue)慢(man);另(ling)一(yi)方面(mian)，將工件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐中。為了(le)確(que)保淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)工件(jian)的(de)(de)表(biao)面(mian)質量，需要一(yi)段時間來確(que)定加熱(re)過(guo)程(cheng)中爐氣(qi)的(de)(de)碳勢(shi)。因此，當前的(de)(de)熱(re)處理過(guo)程(cheng)需要很(hen)長時間。

技(ji)術(shu)新(xin)工藝的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)等工藝參數，以更快(kuai)的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到(dao)表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階(jie)(jie)段(duan)。隨(sui)著(zhu)爐溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀(dian)在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷(leng)卻(que)到620°C以(yi)下時，它將保持(chi)恒溫(wen)。在此(ci)(ci)階(jie)(jie)段(duan)，奧氏體將轉(zhuan)變(bian)為(wei)珠(zhu)光體，并且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球(qiu)化(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階(jie)(jie)段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球(qiu)化(hua)作用主(zhu)要取決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果(guo)(guo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度高，則會形(xing)成粗大(da)的(de)(de)網(wang)眼或大(da)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且(qie)球(qiu)化(hua)效果(guo)(guo)差。因此(ci)(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度必(bi)須(xu)控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技術(shu)的(de)關鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)和加(jia)(jia)熱(re)過程分為兩個階段(duan)。一階段(duan)的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)(du)(du)高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧體(ti)在(zai)工件芯(xin)部的(de)轉(zhuan)變。此時，珠光體(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏(shi)體(ti)，并且在(zai)滲透層中(zhong)的(de)一些碳化物溶(rong)解(jie)到奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)，這(zhe)確(que)保了淬(cui)火(huo)后馬氏(shi)體(ti)的(de)高硬度(du)(du)(du)(du)和強度(du)(du)(du)(du)，同時保留(liu)了適量的(de)未溶(rong)解(jie)碳化物。第二階段(duan)較(jiao)低的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)(du)(du)為810?830℃，是(shi)為了降低淬(cui)火(huo)應力，同時有(you)利于表(biao)面(mian)獲得高硬度(du)(du)(du)(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏體轉變(bian)為回火(huo)馬氏體，表(biao)面殘留(liu)的(de)奧氏體分解為馬氏體。為了使殘留(liu)奧氏體的(de)相變(bian)充分并(bing)有助于(yu)消(xiao)除(chu)熱(re)處理的(de)應(ying)力，采用了兩(liang)次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年(nian)的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳(tan)復(fu)合熱處理(li)工藝具有(you)明顯的(de)節(jie)能降耗效(xiao)果。它可(ke)(ke)以將原始(shi)滲(shen)碳(tan)熱處理(li)的(de)過程周期縮短約20，將能耗至少(shao)(shao)降低10，還(huan)可(ke)(ke)以減少(shao)(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)消耗，并有(you)效(xiao)地減少(shao)(shao)熱處理(li)。生產成本;此外，該方法具有(you)良好的(de)可(ke)(ke)重(zhong)復(fu)性(xing)和高質(zhi)量穩定性(xing)。