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(dui)其進行滲碳和淬火處(chu)理以滿足(zu)其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫(wen)度(du)(du)降(jiang)至(zhi)滲(shen)碳(tan)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)，然后(hou)在保溫(wen)后(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這種(zhong)方(fang)法，很容易使材料(liao)晶粒粗大，變脆(cui)并給(gei)工(gong)件結構施加(jia)(jia)壓力，并且只能承(cheng)載強度(du)(du)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)小模數齒輪。目(mu)前(qian)(qian)，生產中最常用的(de)(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)冷卻至(zhi)550°C，并在滲(shen)碳(tan)后(hou)進行空氣(qi)冷卻，然后(hou)在爐(lu)中進行重新加(jia)(jia)熱和淬(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)子冷卻到一(yi)定溫(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有(you)利于減少(shao)工(gong)件表面的(de)(de)(de)(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)，工(gong)件的(de)(de)(de)(de)(de)冷卻速度(du)(du)越(yue)慢;另一(yi)方(fang)面，將(jiang)工(gong)件淬(cui)火(huo)到爐(lu)中。為了(le)確(que)保淬(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件的(de)(de)(de)(de)(de)表面質量，需(xu)要一(yi)段時間(jian)來確(que)定加(jia)(jia)熱過程中爐(lu)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理過程需(xu)要很長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲碳(tan)階(jie)段(duan)。優化滲碳(tan)勢，滲碳(tan)時間(jian)和滲碳(tan)時間(jian)等工藝參數，以更快的(de)滲碳(tan)速度(du)(du)達到表面碳(tan)濃度(du)(du)，滲碳(tan)深度(du)(du)和滲碳(tan)層碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲碳(tan)溫度(du)(du)為(wei)900℃。

（2）滲碳爐(lu)冷卻階段(duan)。隨著爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降低，少量細(xi)孔(kong)滲碳體逐漸沉淀在滲碳表(biao)(biao)面(mian)(mian)層(ceng)上(shang)。當(dang)它冷卻到(dao)620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫。在此(ci)階段(duan)，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并且滲碳表(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)將(jiang)出現碳化(hua)(hua)物。部分球(qiu)化(hua)(hua)，為隨后(hou)的(de)(de)淬火做準備。等溫階段(duan)碳化(hua)(hua)物的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)主要(yao)取決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳含量。如果(guo)(guo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳濃度(du)高，則會形成粗大的(de)(de)網眼或(huo)大的(de)(de)碳化(hua)(hua)物，且球(qiu)化(hua)(hua)效果(guo)(guo)差。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳濃度(du)必須控制在0.85?1.00，這是該滲碳化(hua)(hua)合(he)物熱(re)處理(li)技術(shu)的(de)(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加熱階(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和加熱過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)(duan)。一階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)加熱溫(wen)度高達840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧體(ti)(ti)在工(gong)件芯(xin)部(bu)的(de)(de)轉變(bian)(bian)。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)成奧氏體(ti)(ti)，并且在滲透層中(zhong)的(de)(de)一些碳化物溶解到奧氏體(ti)(ti)中(zhong)，這(zhe)確保(bao)了(le)淬(cui)火(huo)后馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)(de)高硬度和強(qiang)度，同時(shi)保(bao)留了(le)適量(liang)的(de)(de)未(wei)溶解碳化物。第二階(jie)段(duan)(duan)較低的(de)(de)加熱溫(wen)度為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降(jiang)低淬(cui)火(huo)應(ying)力(li)，同時(shi)有利于(yu)表面獲(huo)得高硬度。

（4）回火(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)回火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)為(wei)回火(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了使殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)相變(bian)充分(fen)并有助于消除熱處理的(de)(de)(de)應力，采(cai)用了兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過(guo)多年的實踐，新(xin)的滲碳(tan)復(fu)合熱(re)(re)處理(li)工藝具(ju)有明顯的節能(neng)降(jiang)耗效果。它(ta)可以(yi)將原始滲碳(tan)熱(re)(re)處理(li)的過(guo)程周(zhou)期縮短約20，將能(neng)耗至(zhi)少(shao)(shao)降(jiang)低10，還可以(yi)減少(shao)(shao)滲碳(tan)劑(ji)的消耗，并有效地減少(shao)(shao)熱(re)(re)處理(li)。生產成本;此外(wai)，該(gai)方法具(ju)有良好的可重復(fu)性和(he)高質量穩定(ding)性。