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(yao)對其進行(xing)滲碳和淬(cui)火處理以滿足其性能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)降至滲碳后(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)保溫(wen)(wen)(wen)后(hou)直接(jie)淬(cui)火。使(shi)用這種方法(fa)，很容易使(shi)材料晶(jing)粒粗大，變脆并(bing)(bing)(bing)給工件(jian)(jian)結構施(shi)加(jia)(jia)壓力(li)，并(bing)(bing)(bing)且只能承載強(qiang)度(du)(du)(du)(du)低(di)的(de)小模數齒輪。目前，生產中(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)(jian)的(de)工藝是將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)冷卻至550°C，并(bing)(bing)(bing)在(zai)(zai)滲碳后(hou)進行空氣冷卻，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進行重(zhong)新加(jia)(jia)熱(re)和淬(cui)火。因為滲碳后(hou)需要(yao)將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)子冷卻到一定溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越低(di)，越有利(li)于減少工件(jian)(jian)表面(mian)的(de)氧化(hua)脫碳，爐(lu)(lu)子溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越低(di)，工件(jian)(jian)的(de)冷卻速度(du)(du)(du)(du)越慢;另一方面(mian)，將(jiang)(jiang)工件(jian)(jian)淬(cui)火到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確保淬(cui)火后(hou)工件(jian)(jian)的(de)表面(mian)質量(liang)，需要(yao)一段時(shi)間來確定加(jia)(jia)熱(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)碳勢。因此，當前的(de)熱(re)處理過程需要(yao)很長時(shi)間。

技術新工藝的(de)技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時間等工(gong)藝(yi)參數，以更快的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)達到(dao)表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐冷卻階段。隨著(zhu)爐溫的(de)緩慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面層上。當它(ta)冷卻到(dao)620°C以(yi)下時，它(ta)將保(bao)持恒溫。在此階段，奧氏體將轉變為珠光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面上將出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球化(hua)(hua)(hua)，為隨后的(de)淬火(huo)做準備。等溫階段碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)球化(hua)(hua)(hua)作用(yong)主要取決于(yu)表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大的(de)網眼(yan)或大的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)(hua)(hua)效果差。因此，表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須控制在0.85?1.00，這(zhe)是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱處理(li)技術的(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加熱階(jie)段。該階(jie)段技術的關(guan)鍵是(shi)將(jiang)淬(cui)火(huo)和(he)加熱過(guo)程分為兩個階(jie)段。一(yi)階(jie)段的加熱溫度(du)(du)高(gao)達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧體(ti)在(zai)工件芯部的轉變。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且在(zai)滲透層中的一(yi)些(xie)碳(tan)化物溶(rong)解到(dao)奧氏體(ti)中，這(zhe)確保了(le)(le)淬(cui)火(huo)后(hou)馬氏體(ti)的高(gao)硬度(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)，同時(shi)保留(liu)了(le)(le)適量(liang)的未溶(rong)解碳(tan)化物。第(di)二階(jie)段較低(di)的加熱溫度(du)(du)為810?830℃，是(shi)為了(le)(le)降低(di)淬(cui)火(huo)應(ying)力，同時(shi)有(you)利于表面獲得高(gao)硬度(du)(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的低溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)回(hui)(hui)火(huo)馬氏體(ti)(ti)，表面(mian)殘(can)留的奧氏體(ti)(ti)分解(jie)為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了使殘(can)留奧氏體(ti)(ti)的相變(bian)充分并有助(zhu)于消除熱處理的應力，采用(yong)了兩次回(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲碳(tan)復(fu)合熱(re)(re)處理(li)工藝具有明(ming)顯(xian)的(de)(de)節能降(jiang)耗效果。它(ta)可(ke)以將(jiang)原始滲碳(tan)熱(re)(re)處理(li)的(de)(de)過程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)降(jiang)低(di)10，還可(ke)以減(jian)少(shao)滲碳(tan)劑的(de)(de)消耗，并有效地減(jian)少(shao)熱(re)(re)處理(li)。生產(chan)成本;此(ci)外，該方法具有良(liang)好的(de)(de)可(ke)重復(fu)性(xing)(xing)和(he)高質量穩定性(xing)(xing)。