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)對其進行滲碳(tan)和淬火處理以滿(man)足其性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫度(du)降至滲(shen)(shen)碳后(hou)(hou)(hou)的淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)保溫后(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使(shi)用這(zhe)種方法(fa)，很容易使(shi)材料(liao)晶(jing)粒粗大(da)，變脆并給工件(jian)(jian)結構施加(jia)壓力(li)，并且只能(neng)承載(zai)強度(du)低的小模數齒(chi)輪。目前(qian)，生(sheng)產中(zhong)(zhong)最常(chang)用的20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的工藝是(shi)將(jiang)爐冷(leng)卻(que)(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳后(hou)(hou)(hou)進行(xing)(xing)空(kong)氣(qi)冷(leng)卻(que)(que)，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)爐中(zhong)(zhong)進行(xing)(xing)重新(xin)加(jia)熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲(shen)(shen)碳后(hou)(hou)(hou)需(xu)要將(jiang)爐子冷(leng)卻(que)(que)到(dao)一定溫度(du)，所以(yi)溫度(du)越(yue)低，越(yue)有利于減少工件(jian)(jian)表(biao)(biao)面的氧化脫碳，爐子溫度(du)越(yue)低，工件(jian)(jian)的冷(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)越(yue)慢;另(ling)一方面，將(jiang)工件(jian)(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到(dao)爐中(zhong)(zhong)。為了確(que)保淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)(hou)工件(jian)(jian)的表(biao)(biao)面質(zhi)量，需(xu)要一段(duan)時間來確(que)定加(jia)熱過程中(zhong)(zhong)爐氣(qi)的碳勢。因此，當前(qian)的熱處理(li)過程需(xu)要很長時間。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)時間和(he)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)時間等工藝(yi)參數(shu)，以更快的滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)速度達到(dao)表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度，滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)深度和(he)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度梯度。滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)溫度為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐冷卻階段(duan)(duan)。隨著(zhu)爐溫的緩(huan)慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它(ta)冷卻到620°C以下時(shi)，它(ta)將保持恒(heng)溫。在(zai)此階段(duan)(duan)，奧氏體將轉(zhuan)變為珠光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物。部分球化(hua)，為隨后的淬火做準備。等溫階段(duan)(duan)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物的球化(hua)作用(yong)主要取決于(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大的網眼或大的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物，且球化(hua)效果差。因(yin)此，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須(xu)控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)合物熱處(chu)理(li)技術的控制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱(re)階段。該階段技(ji)術的關鍵是(shi)(shi)將淬(cui)(cui)火(huo)和加熱(re)過程分為兩個(ge)階段。一(yi)階段的加熱(re)溫度高(gao)達840?860°C，這有利(li)于鐵氧體(ti)在工(gong)件芯部的轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧(ao)(ao)氏體(ti)，并且在滲透層中的一(yi)些碳化(hua)物溶(rong)解到(dao)奧(ao)(ao)氏體(ti)中，這確保了(le)淬(cui)(cui)火(huo)后馬氏體(ti)的高(gao)硬度和強度，同時(shi)保留了(le)適量的未溶(rong)解碳化(hua)物。第二階段較低的加熱(re)溫度為810?830℃，是(shi)(shi)為了(le)降低淬(cui)(cui)火(huo)應力，同時(shi)有利(li)于表面(mian)獲得高(gao)硬度。

（4）回火階(jie)段。通過200?240℃的(de)低溫回火，淬火的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變為(wei)回火馬(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的(de)奧氏(shi)體(ti)分解為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)。為(wei)了使(shi)殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充(chong)分并(bing)有助于消除熱(re)處理的(de)應力，采用了兩(liang)次回火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的實(shi)踐，新(xin)的滲(shen)碳復合熱(re)處理工藝具有明顯(xian)的節能降(jiang)耗效(xiao)果。它可以將原(yuan)始滲(shen)碳熱(re)處理的過(guo)程周期縮(suo)短約(yue)20，將能耗至少降(jiang)低10，還可以減少滲(shen)碳劑的消耗，并有效(xiao)地減少熱(re)處理。生(sheng)產成本;此外，該方法具有良好的可重復性(xing)和高質量(liang)穩定性(xing)。