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(tan)和淬火(huo)處理(li)以滿足其(qi)性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)降(jiang)至(zhi)滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火溫度(du)，然(ran)后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)在保(bao)溫后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火。使用這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)，很容(rong)易使材料晶(jing)粒(li)粗(cu)大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力，并(bing)(bing)且只能承載強度(du)低的(de)(de)(de)小模數(shu)齒輪。目前(qian)(qian)，生(sheng)產中最(zui)常用的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)是將(jiang)爐(lu)冷(leng)(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)(bing)在滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)進行空氣冷(leng)(leng)卻(que)，然(ran)后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)在爐(lu)中進行重新加(jia)熱和淬(cui)(cui)火。因為(wei)滲碳(tan)(tan)后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)子(zi)冷(leng)(leng)卻(que)到一(yi)定溫度(du)，所以溫度(du)越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)氧(yang)化脫碳(tan)(tan)，爐(lu)子(zi)溫度(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)越慢;另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)(cui)火到爐(lu)中。為(wei)了確保(bao)淬(cui)(cui)火后(hou)(hou)(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)質量(liang)，需(xu)要一(yi)段時間(jian)來確定加(jia)熱過程(cheng)中爐(lu)氣的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前(qian)(qian)的(de)(de)(de)熱處(chu)理過程(cheng)需(xu)要很長(chang)時間(jian)。

技術(shu)新工藝(yi)的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間等(deng)工藝(yi)參數，以更(geng)快(kuai)的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度達(da)到(dao)表面碳(tan)(tan)(tan)濃度，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深(shen)度和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度梯度。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫(wen)度為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段(duan)。隨著(zhu)爐溫的緩慢降低，少量細孔(kong)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)層上。當它(ta)冷(leng)卻到(dao)620°C以(yi)下時，它(ta)將保持恒溫。在(zai)此階段(duan)，奧(ao)氏體將轉(zhuan)變(bian)為珠(zhu)光體，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)上將出(chu)現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分(fen)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)，為隨后的淬火(huo)做(zuo)準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)作用主(zhu)要取決于表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度高，則(ze)會(hui)形(xing)成粗大的網(wang)眼或大的碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)果差。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度必(bi)須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)熱(re)處理技術(shu)的控制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱階(jie)(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)(jie)段技術的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和加(jia)(jia)熱過程(cheng)分為(wei)兩(liang)個階(jie)(jie)(jie)段。一階(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度高達840?860°C，這有利于(yu)鐵(tie)氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉變。此時，珠光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)(de)一些(xie)碳化物(wu)溶解(jie)到奧氏體(ti)中(zhong)，這確保了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高硬(ying)度和強度，同時保留了(le)適量的(de)(de)未溶解(jie)碳化物(wu)。第二階(jie)(jie)(jie)段較(jiao)低(di)的(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降(jiang)低(di)淬(cui)火(huo)應力，同時有利于(yu)表(biao)面獲(huo)得高硬(ying)度。

（4）回(hui)(hui)(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的低溫回(hui)(hui)(hui)火(huo)，淬火(huo)的馬氏(shi)(shi)體轉變為(wei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)馬氏(shi)(shi)體，表面殘留(liu)的奧(ao)氏(shi)(shi)體分解為(wei)馬氏(shi)(shi)體。為(wei)了使殘留(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體的相(xiang)變充分并有(you)助于(yu)消(xiao)除熱處理的應力，采用了兩次回(hui)(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過多(duo)年(nian)的(de)實踐，新的(de)滲碳(tan)復合熱(re)處理(li)工藝具(ju)有(you)(you)明顯的(de)節(jie)能(neng)降耗(hao)效(xiao)果(guo)。它可(ke)(ke)以將原(yuan)始滲碳(tan)熱(re)處理(li)的(de)過程周(zhou)期縮短約20，將能(neng)耗(hao)至少(shao)降低(di)10，還可(ke)(ke)以減少(shao)滲碳(tan)劑的(de)消(xiao)耗(hao)，并有(you)(you)效(xiao)地減少(shao)熱(re)處理(li)。生(sheng)產成本;此(ci)外，該方法(fa)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)可(ke)(ke)重復性和高質(zhi)量穩定性。