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(qi)進行滲碳和淬(cui)火處理以(yi)滿足其(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度(du)降至滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)的淬火溫(wen)(wen)度(du)，然后(hou)在(zai)保溫(wen)(wen)后(hou)直接淬火。使用這種方法(fa)，很(hen)容(rong)易使材料晶粒(li)粗(cu)大(da)，變(bian)脆并給工(gong)(gong)件(jian)(jian)結構施加(jia)(jia)壓力(li)，并且只能承(cheng)載(zai)強度(du)低(di)的小模數齒輪。目(mu)前(qian)，生產中(zhong)(zhong)最(zui)常用的20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的工(gong)(gong)藝是將爐冷卻(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)進(jin)行(xing)空氣冷卻(que)，然后(hou)在(zai)爐中(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)重新加(jia)(jia)熱和(he)淬火。因(yin)為滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要將爐子冷卻(que)到一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)，所以(yi)溫(wen)(wen)度(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于減(jian)少工(gong)(gong)件(jian)(jian)表(biao)面的氧化脫碳(tan)(tan)，爐子溫(wen)(wen)度(du)越(yue)低(di)，工(gong)(gong)件(jian)(jian)的冷卻(que)速度(du)越(yue)慢(man);另一(yi)方面，將工(gong)(gong)件(jian)(jian)淬火到爐中(zhong)(zhong)。為了確保淬火后(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的表(biao)面質量，需(xu)要一(yi)段時間來確定(ding)加(jia)(jia)熱過程中(zhong)(zhong)爐氣的碳(tan)(tan)勢(shi)。因(yin)此，當(dang)前(qian)的熱處理過程需(xu)要很(hen)長(chang)時間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲碳(tan)(tan)階段。優化滲碳(tan)(tan)勢(shi)，滲碳(tan)(tan)時間和滲碳(tan)(tan)時間等工(gong)藝(yi)參數，以更快的滲碳(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)，滲碳(tan)(tan)深度(du)和滲碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)梯度(du)。滲碳(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻(que)階(jie)段。隨(sui)(sui)著爐溫的(de)緩(huan)慢降低，少量(liang)細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)體逐(zhu)漸沉(chen)淀(dian)在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面層上(shang)。當它(ta)冷卻(que)到620°C以下(xia)時，它(ta)將保持恒(heng)溫。在此(ci)階(jie)段，奧氏體將轉變為珠光體，并且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面上(shang)將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分球(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)(sui)后的(de)淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)球(qiu)化(hua)(hua)作用主要取決于表面碳(tan)(tan)含(han)量(liang)。如果表面碳(tan)(tan)濃度(du)高，則會(hui)形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且(qie)球(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表面碳(tan)(tan)濃度(du)必須控制在0.85?1.00，這(zhe)是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)控制點之一。

（3）淬火加(jia)熱(re)(re)階(jie)(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)(jie)段(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬火和(he)加(jia)熱(re)(re)過程分為(wei)兩個(ge)階(jie)(jie)段(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)高達840?860°C，這有利(li)于(yu)鐵(tie)氧(yang)體(ti)在(zai)(zai)工件芯部的(de)(de)轉變。此時，珠光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且(qie)在(zai)(zai)滲透層(ceng)中的(de)(de)一些碳化物(wu)溶解(jie)到奧氏體(ti)中，這確(que)保了淬火后馬氏體(ti)的(de)(de)高硬度(du)(du)(du)和(he)強度(du)(du)(du)，同(tong)(tong)時保留了適量的(de)(de)未溶解(jie)碳化物(wu)。第二階(jie)(jie)段(duan)較(jiao)低(di)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降(jiang)低(di)淬火應(ying)力，同(tong)(tong)時有利(li)于(yu)表面獲得高硬度(du)(du)(du)。

（4）回(hui)(hui)火階段(duan)。通(tong)過200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)火，淬火的(de)馬(ma)氏體轉變(bian)為(wei)回(hui)(hui)火馬(ma)氏體，表面殘(can)留(liu)的(de)奧氏體分解為(wei)馬(ma)氏體。為(wei)了使殘(can)留(liu)奧氏體的(de)相變(bian)充分并有助于消除熱處理的(de)應力(li)，采用了兩次回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)實(shi)踐，新的(de)滲碳復(fu)(fu)合熱處(chu)理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)節(jie)能(neng)降(jiang)耗效果(guo)。它(ta)可以將原(yuan)始滲碳熱處(chu)理的(de)過程周(zhou)期(qi)縮短約20，將能(neng)耗至少降(jiang)低(di)10，還(huan)可以減少滲碳劑的(de)消耗，并有(you)效地減少熱處(chu)理。生產(chan)成本;此外，該方法(fa)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)可重復(fu)(fu)性和高質量穩定性。