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(qi)進(jin)行滲碳和淬火(huo)處理(li)以滿足其(qi)性能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度降(jiang)至(zhi)滲碳后(hou)(hou)的(de)淬火溫(wen)(wen)度，然后(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬火。使用(yong)這種(zhong)方(fang)法，很容易使材料晶(jing)粒(li)粗大，變脆(cui)并(bing)給工件結構(gou)施加(jia)壓力(li)，并(bing)且只能承載強度低(di)(di)的(de)小(xiao)模數齒輪。目前，生產中(zhong)最(zui)常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件的(de)工藝是將爐冷(leng)(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)在(zai)滲碳后(hou)(hou)進行空氣冷(leng)(leng)卻(que)，然后(hou)(hou)在(zai)爐中(zhong)進行重新加(jia)熱和淬火。因為滲碳后(hou)(hou)需要(yao)(yao)將爐子冷(leng)(leng)卻(que)到一定溫(wen)(wen)度，所以溫(wen)(wen)度越低(di)(di)，越有(you)利于(yu)減少工件表(biao)面的(de)氧化(hua)脫碳，爐子溫(wen)(wen)度越低(di)(di)，工件的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速度越慢;另一方(fang)面，將工件淬火到爐中(zhong)。為了確(que)保(bao)淬火后(hou)(hou)工件的(de)表(biao)面質量，需要(yao)(yao)一段時(shi)(shi)間來確(que)定加(jia)熱過程中(zhong)爐氣的(de)碳勢。因此(ci)，當前的(de)熱處理過程需要(yao)(yao)很長時(shi)(shi)間。

技術(shu)(shu)新工(gong)藝的技術(shu)(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)階段。優(you)化(hua)滲(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間和滲(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間等(deng)工藝參(can)數，以更快(kuai)的滲(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)(du)達到(dao)表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)(du)(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)爐(lu)冷卻(que)(que)階(jie)段。隨(sui)著(zhu)爐(lu)溫的緩慢降低(di)，少量細孔滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)逐(zhu)漸沉(chen)淀在(zai)滲(shen)碳(tan)表(biao)面層(ceng)上(shang)。當它冷卻(que)(que)到620°C以(yi)下時，它將保持恒溫。在(zai)此階(jie)段，奧氏體(ti)(ti)將轉變為(wei)(wei)珠光體(ti)(ti)，并且(qie)(qie)滲(shen)碳(tan)表(biao)面上(shang)將出現碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分(fen)球(qiu)化(hua)(hua)，為(wei)(wei)隨(sui)后的淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)主要取決于表(biao)面碳(tan)含(han)量。如(ru)果表(biao)面碳(tan)濃度高，則會(hui)形成(cheng)粗大(da)的網眼或(huo)大(da)的碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且(qie)(qie)球(qiu)化(hua)(hua)效果差(cha)。因此，表(biao)面碳(tan)濃度必(bi)須控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該(gai)滲(shen)碳(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技術的控(kong)制(zhi)點之一。

（3）淬火加(jia)熱階(jie)(jie)段(duan)。該階(jie)(jie)段(duan)技術的關鍵(jian)是將(jiang)淬火和加(jia)熱過程分為兩個(ge)階(jie)(jie)段(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)的加(jia)熱溫(wen)度高達840?860°C，這有(you)利于鐵氧體(ti)在工(gong)件芯(xin)部的轉(zhuan)變(bian)。此時(shi)(shi)，珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)成奧氏(shi)(shi)體(ti)，并且在滲透層中的一些碳化(hua)物溶解(jie)到奧氏(shi)(shi)體(ti)中，這確保了淬火后馬氏(shi)(shi)體(ti)的高硬(ying)度和強(qiang)度，同(tong)時(shi)(shi)保留了適量的未(wei)溶解(jie)碳化(hua)物。第二階(jie)(jie)段(duan)較(jiao)低的加(jia)熱溫(wen)度為810?830℃，是為了降低淬火應(ying)力，同(tong)時(shi)(shi)有(you)利于表(biao)面獲得高硬(ying)度。

（4）回(hui)(hui)火階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)火，淬火的(de)馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變為(wei)(wei)回(hui)(hui)火馬氏(shi)體(ti)，表面(mian)殘留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分(fen)解(jie)為(wei)(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)(wei)了使殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并有助于消(xiao)除熱處理的(de)應力，采用了兩次回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐(jian)，新的滲(shen)(shen)碳復合熱處(chu)理工藝具有(you)明顯的節能(neng)降耗(hao)效果。它(ta)可以(yi)(yi)將(jiang)(jiang)原始滲(shen)(shen)碳熱處(chu)理的過程周期縮(suo)短約20，將(jiang)(jiang)能(neng)耗(hao)至少(shao)降低10，還可以(yi)(yi)減少(shao)滲(shen)(shen)碳劑的消耗(hao)，并有(you)效地減少(shao)熱處(chu)理。生產成本;此外(wai)，該方(fang)法具有(you)良好的可重復性(xing)和(he)高(gao)質(zhi)量穩(wen)定性(xing)。