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)要對其進(jin)行滲(shen)碳(tan)和(he)淬火處理以滿足其性能要求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)降至滲(shen)碳后(hou)的(de)(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火溫(wen)度(du)，然后(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)后(hou)直接淬(cui)(cui)火。使(shi)(shi)用這種方(fang)法，很容易(yi)使(shi)(shi)材料(liao)晶粒粗大，變脆(cui)并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結構施加(jia)壓力，并(bing)(bing)且只能(neng)承(cheng)載強度(du)低(di)的(de)(de)(de)(de)小模數齒(chi)輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最(zui)常用的(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝是將(jiang)(jiang)爐(lu)冷卻(que)(que)至550°C，并(bing)(bing)在(zai)滲(shen)碳后(hou)進行(xing)空氣(qi)(qi)冷卻(que)(que)，然后(hou)在(zai)爐(lu)中(zhong)(zhong)進行(xing)重新加(jia)熱(re)和淬(cui)(cui)火。因(yin)為滲(shen)碳后(hou)需要(yao)(yao)將(jiang)(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻(que)(que)到一(yi)(yi)(yi)定溫(wen)度(du)，所(suo)以(yi)溫(wen)度(du)越低(di)，越有利于減少(shao)工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化脫(tuo)碳，爐(lu)子(zi)溫(wen)度(du)越低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)速度(du)越慢;另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian)，將(jiang)(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)(cui)火到爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了(le)確保(bao)淬(cui)(cui)火后(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)質(zhi)量，需要(yao)(yao)一(yi)(yi)(yi)段時(shi)(shi)間來確定加(jia)熱(re)過(guo)程中(zhong)(zhong)爐(lu)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)碳勢。因(yin)此，當前的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理過(guo)程需要(yao)(yao)很長時(shi)(shi)間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)等(deng)工藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯(ti)度(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階段。隨(sui)著爐溫的(de)(de)緩慢降低，少量細孔滲碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在滲碳(tan)(tan)表面層(ceng)上。當它(ta)冷(leng)卻(que)到(dao)620°C以下時，它(ta)將保(bao)持恒溫。在此階段，奧(ao)氏體將轉變為珠(zhu)光體，并且滲碳(tan)(tan)表面上將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物。部分球(qiu)化(hua)(hua)(hua)，為隨(sui)后的(de)(de)淬火(huo)做準(zhun)備。等溫階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用主(zhu)要(yao)取(qu)決于(yu)表面碳(tan)(tan)含量。如(ru)果表面碳(tan)(tan)濃度高(gao)，則會(hui)形成(cheng)粗大的(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物，且球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效果差。因(yin)此，表面碳(tan)(tan)濃度必(bi)須控制在0.85?1.00，這是該(gai)滲碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物熱處理技術的(de)(de)控制點之(zhi)一。

（3）淬火加(jia)熱階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)關鍵是將淬火和加(jia)熱過(guo)程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)加(jia)熱溫度(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這有利于鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)轉(zhuan)變(bian)。此時，珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)成奧氏(shi)體(ti)，并且(qie)在滲透層中的(de)一些(xie)碳化物溶解到奧氏(shi)體(ti)中，這確保了淬火后馬(ma)氏(shi)體(ti)的(de)高(gao)(gao)硬度(du)和強度(du)，同(tong)時保留了適量(liang)的(de)未溶解碳化物。第二階(jie)段(duan)較低的(de)加(jia)熱溫度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬火應力(li)，同(tong)時有利于表面(mian)獲得高(gao)(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火階段。通過(guo)200?240℃的低(di)溫回(hui)(hui)火，淬火的馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)(hui)火馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表(biao)面殘(can)留的奧氏(shi)體(ti)分(fen)解(jie)為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為了使殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的相變充分(fen)并有助于消除(chu)熱處理的應力，采用了兩次回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳(tan)復(fu)合熱(re)處(chu)理工藝(yi)具有(you)明顯的(de)(de)節能降耗(hao)效(xiao)果。它可(ke)以將原始滲(shen)碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)(de)過程(cheng)周期縮短約20，將能耗(hao)至少(shao)降低10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)(de)消耗(hao)，并有(you)效(xiao)地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生(sheng)產成本;此外，該方法具有(you)良好(hao)的(de)(de)可(ke)重復(fu)性(xing)(xing)和(he)高質量(liang)穩定性(xing)(xing)。