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(xu)要(yao)對其進(jin)行滲碳和(he)淬火處理(li)以滿足其性能(neng)要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)(jiang)(jiang)溫度(du)降至滲(shen)(shen)(shen)碳后(hou)的淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)，然后(hou)在保溫后(hou)直接(jie)淬(cui)(cui)火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很容(rong)易使材(cai)料晶粒粗大(da)，變脆(cui)并(bing)給工件(jian)結構施(shi)加(jia)壓(ya)力(li)，并(bing)且只能承(cheng)載強度(du)低(di)(di)的小(xiao)模數(shu)齒(chi)輪(lun)。目前(qian)，生(sheng)產中最(zui)常用(yong)的20CrMoMn鋼零件(jian)的工藝是將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)冷(leng)卻(que)(que)至550°C，并(bing)在滲(shen)(shen)(shen)碳后(hou)進(jin)行空氣冷(leng)卻(que)(que)，然后(hou)在爐(lu)中進(jin)行重新加(jia)熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因為(wei)滲(shen)(shen)(shen)碳后(hou)需要將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)子冷(leng)卻(que)(que)到一定溫度(du)，所以溫度(du)越低(di)(di)，越有利于減少工件(jian)表(biao)面的氧化脫碳，爐(lu)子溫度(du)越低(di)(di)，工件(jian)的冷(leng)卻(que)(que)速度(du)越慢;另一方(fang)面，將(jiang)(jiang)(jiang)工件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐(lu)中。為(wei)了確保淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)工件(jian)的表(biao)面質量(liang)，需要一段時(shi)間來確定加(jia)熱過(guo)程中爐(lu)氣的碳勢(shi)。因此，當前(qian)的熱處(chu)理過(guo)程需要很長時(shi)間。

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

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間和滲(shen)(shen)碳(tan)時(shi)間等工藝參數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到表(biao)面碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)深(shen)度(du)(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)層(ceng)碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)爐冷卻階段(duan)。隨著爐溫的(de)(de)(de)緩慢降(jiang)低，少量(liang)細孔滲碳(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀(dian)在(zai)(zai)滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)上。當它冷卻到620°C以下時(shi)，它將保持恒溫。在(zai)(zai)此階段(duan)，奧氏體將轉變為(wei)珠光體，并且滲碳(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)。部分球(qiu)化(hua)(hua)(hua)，為(wei)隨后的(de)(de)(de)淬火做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)作用主要取決于表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)。如果(guo)表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則會(hui)形成(cheng)粗大的(de)(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效果(guo)差(cha)。因(yin)此，表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須(xu)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)0.85?1.00，這(zhe)是該滲碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)熱處理技術的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)點之一(yi)。

（3）淬火(huo)(huo)加熱(re)(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)關(guan)鍵是(shi)將(jiang)淬火(huo)(huo)和加熱(re)(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)高達(da)840?860°C，這有利于(yu)鐵氧(yang)體在(zai)工件芯部的(de)轉變。此(ci)時，珠光(guang)體轉變成奧氏體，并且(qie)在(zai)滲透層(ceng)中的(de)一(yi)些碳化物溶解到奧氏體中，這確保了淬火(huo)(huo)后馬(ma)氏體的(de)高硬(ying)度(du)和強度(du)，同時保留了適(shi)量的(de)未溶解碳化物。第二階(jie)段(duan)較低的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了降(jiang)低淬火(huo)(huo)應力(li)，同時有利于(yu)表面獲得(de)高硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分解為(wei)(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)(wei)了使殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)相變(bian)充分并有助于消(xiao)除(chu)熱處理的(de)應力，采用了兩(liang)次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)(de)實踐(jian)，新的(de)(de)滲(shen)(shen)碳復合(he)熱(re)(re)處(chu)理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)(de)節能降(jiang)耗效(xiao)果。它(ta)可(ke)以(yi)將原(yuan)始滲(shen)(shen)碳熱(re)(re)處(chu)理的(de)(de)過程(cheng)周(zhou)期縮短約20，將能耗至少降(jiang)低(di)10，還可(ke)以(yi)減少滲(shen)(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并有(you)效(xiao)地減少熱(re)(re)處(chu)理。生產成本;此外(wai)，該方法具(ju)有(you)良好的(de)(de)可(ke)重復性(xing)和(he)高(gao)質量穩定(ding)性(xing)。