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滲碳和淬火處理以滿足(zu)其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫度(du)降至(zhi)滲碳(tan)(tan)后(hou)的(de)淬(cui)火(huo)(huo)溫度(du)，然(ran)后(hou)在保溫后(hou)直接(jie)淬(cui)火(huo)(huo)。使用這種(zhong)方法(fa)，很容易使材料晶粒粗(cu)大，變(bian)脆并給(gei)工件結構施加(jia)(jia)壓力，并且只能(neng)承(cheng)載(zai)強度(du)低的(de)小模數齒輪。目前，生產(chan)中最(zui)常(chang)用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件的(de)工藝(yi)是(shi)將(jiang)爐(lu)(lu)冷卻(que)至(zhi)550°C，并在滲碳(tan)(tan)后(hou)進(jin)行空(kong)氣(qi)冷卻(que)，然(ran)后(hou)在爐(lu)(lu)中進(jin)行重新加(jia)(jia)熱和淬(cui)火(huo)(huo)。因為滲碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)(lu)子(zi)冷卻(que)到(dao)(dao)一定溫度(du)，所以溫度(du)越(yue)(yue)(yue)低，越(yue)(yue)(yue)有利于減少(shao)工件表面(mian)的(de)氧化(hua)脫碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)子(zi)溫度(du)越(yue)(yue)(yue)低，工件的(de)冷卻(que)速(su)度(du)越(yue)(yue)(yue)慢;另一方面(mian)，將(jiang)工件淬(cui)火(huo)(huo)到(dao)(dao)爐(lu)(lu)中。為了確(que)保淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)工件的(de)表面(mian)質量，需(xu)要一段時間(jian)來(lai)確(que)定加(jia)(jia)熱過程(cheng)(cheng)中爐(lu)(lu)氣(qi)的(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前的(de)熱處理過程(cheng)(cheng)需(xu)要很長時間(jian)。

技(ji)術(shu)新工藝的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間等(deng)工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)速(su)度達到(dao)表面碳(tan)濃度，滲(shen)(shen)碳(tan)深度和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度梯度。滲(shen)(shen)碳(tan)溫(wen)度為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)(lu)冷卻(que)階段(duan)。隨(sui)著爐(lu)(lu)溫的緩慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸(jian)沉淀(dian)在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上。當(dang)它冷卻(que)到620°C以下(xia)時(shi)，它將保持恒溫。在(zai)此階段(duan)，奧氏體將轉變為珠光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將出(chu)現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分(fen)球(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后的淬火(huo)做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)(hua)作用(yong)主(zhu)要取決于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度高，則會(hui)形成粗大的網(wang)眼或大的碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)效(xiao)果差。因此，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度必須控(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)合(he)物(wu)熱(re)處理技術的控(kong)制(zhi)(zhi)點之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技(ji)術(shu)的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和(he)(he)加(jia)(jia)熱(re)過(guo)程分為(wei)(wei)兩(liang)個階段(duan)。一(yi)階段(duan)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧體(ti)(ti)在(zai)工(gong)件芯部(bu)的(de)(de)轉(zhuan)變。此時，珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變成奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，并(bing)且在(zai)滲透層中的(de)(de)一(yi)些(xie)碳(tan)化(hua)物(wu)溶解到(dao)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中，這(zhe)確保(bao)了(le)淬(cui)火(huo)后馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)高(gao)硬度和(he)(he)強度，同(tong)時保(bao)留了(le)適量的(de)(de)未溶解碳(tan)化(hua)物(wu)。第(di)二(er)階段(duan)較低(di)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了(le)降低(di)淬(cui)火(huo)應(ying)力，同(tong)時有利于表面獲得(de)高(gao)硬度。

（4）回(hui)火(huo)階(jie)段。通過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)轉變為(wei)回(hui)火(huo)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)分解為(wei)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留(liu)奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)相(xiang)變充分并有助(zhu)于消(xiao)除熱處(chu)理的(de)應力(li)，采(cai)用了(le)兩次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年(nian)的(de)實(shi)踐，新的(de)滲碳復(fu)合(he)熱(re)處(chu)理工(gong)藝具有(you)明顯的(de)節能降(jiang)耗效果。它(ta)可(ke)(ke)以(yi)將(jiang)原始滲碳熱(re)處(chu)理的(de)過程周期縮(suo)短(duan)約(yue)20，將(jiang)能耗至(zhi)少(shao)降(jiang)低(di)10，還(huan)可(ke)(ke)以(yi)減少(shao)滲碳劑的(de)消耗，并有(you)效地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產成本;此外，該方法具有(you)良(liang)好的(de)可(ke)(ke)重復(fu)性和高質量(liang)穩定(ding)性。