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進行(xing)滲碳(tan)和(he)淬火(huo)處理以滿足(zu)其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)度(du)(du)(du)降至(zhi)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)(du)，然后(hou)(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)后(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。使(shi)用這種方法，很容易使(shi)材(cai)料(liao)晶粒粗大(da)，變脆(cui)并(bing)給工件結(jie)構施加(jia)壓力，并(bing)且(qie)只(zhi)能承載強(qiang)度(du)(du)(du)低(di)的(de)(de)小(xiao)模數齒輪。目前，生產中(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)工藝是(shi)將(jiang)爐冷(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)(hou)(hou)在爐中(zhong)進(jin)行(xing)重新加(jia)熱和淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。因(yin)為(wei)(wei)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需要將(jiang)爐子(zi)冷(leng)卻(que)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(du)(du)(du)，所以溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有利于(yu)減少工件表(biao)面的(de)(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐子(zi)溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)低(di)，工件的(de)(de)冷(leng)卻(que)速度(du)(du)(du)越(yue)(yue)慢;另一(yi)方面，將(jiang)工件淬(cui)(cui)火(huo)(huo)到(dao)爐中(zhong)。為(wei)(wei)了確保(bao)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)工件的(de)(de)表(biao)面質量，需要一(yi)段時間來(lai)確定加(jia)熱過程中(zhong)爐氣的(de)(de)碳(tan)勢。因(yin)此，當前的(de)(de)熱處理過程需要很長(chang)時間。

技(ji)術(shu)(shu)新工藝(yi)的技(ji)術(shu)(shu)要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階(jie)段(duan)。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)碳(tan)時間和滲(shen)(shen)碳(tan)時間等工藝參數，以更快的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到表面(mian)碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)深度(du)(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳爐(lu)冷(leng)卻階段。隨(sui)(sui)著爐(lu)溫(wen)的(de)緩慢降低(di)，少量(liang)細孔滲(shen)(shen)碳體逐漸沉淀在滲(shen)(shen)碳表(biao)(biao)(biao)面(mian)層上。當它(ta)冷(leng)卻到620°C以下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫(wen)。在此階段，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為(wei)(wei)珠光體，并且滲(shen)(shen)碳表(biao)(biao)(biao)面(mian)上將(jiang)出現碳化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為(wei)(wei)隨(sui)(sui)后的(de)淬(cui)火做準(zhun)備。等溫(wen)階段碳化(hua)物(wu)的(de)球化(hua)作用主要取決于表(biao)(biao)(biao)面(mian)碳含量(liang)。如果表(biao)(biao)(biao)面(mian)碳濃度(du)高，則會形成粗大(da)的(de)網(wang)眼或大(da)的(de)碳化(hua)物(wu)，且球化(hua)效果差。因此，表(biao)(biao)(biao)面(mian)碳濃度(du)必須控(kong)制在0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳化(hua)合(he)物(wu)熱(re)處理技術的(de)控(kong)制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)(cui)(cui)火加熱階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)。該階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)技術的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬(cui)(cui)(cui)火和(he)加熱過程分為兩個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)加熱溫度(du)(du)高達(da)840?860°C，這有利于(yu)鐵氧體(ti)在(zai)工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此(ci)時(shi)，珠光體(ti)轉(zhuan)變成奧氏體(ti)，并且在(zai)滲透(tou)層中的(de)(de)一些碳(tan)化(hua)物溶解到奧氏體(ti)中，這確保了淬(cui)(cui)(cui)火后馬氏體(ti)的(de)(de)高硬(ying)度(du)(du)和(he)強度(du)(du)，同時(shi)保留(liu)了適量(liang)的(de)(de)未溶解碳(tan)化(hua)物。第(di)二階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)較低的(de)(de)加熱溫度(du)(du)為810?830℃，是為了降低淬(cui)(cui)(cui)火應力，同時(shi)有利于(yu)表面(mian)獲得高硬(ying)度(du)(du)。

（4）回火(huo)(huo)(huo)階段。通過200?240℃的低溫回火(huo)(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)(huo)的馬氏體(ti)轉變為(wei)回火(huo)(huo)(huo)馬氏體(ti)，表面殘留的奧氏體(ti)分解(jie)為(wei)馬氏體(ti)。為(wei)了(le)使(shi)殘留奧氏體(ti)的相變充分并有助于消(xiao)除熱處理(li)的應(ying)力(li)，采用了(le)兩次(ci)回火(huo)(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年(nian)的(de)實踐(jian)，新的(de)滲碳(tan)復(fu)合(he)熱處理(li)工藝(yi)具(ju)有(you)(you)明顯(xian)的(de)節能(neng)降耗(hao)效果(guo)。它可以將原始滲碳(tan)熱處理(li)的(de)過程周期縮短約20，將能(neng)耗(hao)至少降低10，還可以減少滲碳(tan)劑的(de)消耗(hao)，并有(you)(you)效地減少熱處理(li)。生產成本;此外，該(gai)方(fang)法具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)可重復(fu)性(xing)和高質量穩定性(xing)。