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(jin)行滲碳和淬(cui)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將溫(wen)度(du)(du)(du)降至(zhi)滲碳后(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)度(du)(du)(du)，然(ran)后(hou)在保溫(wen)后(hou)直(zhi)接淬(cui)火。使用(yong)這(zhe)種方(fang)法，很容易使材料晶粒粗大(da)，變脆并給工(gong)(gong)件結構施加壓(ya)力，并且(qie)只能(neng)承載強(qiang)度(du)(du)(du)低(di)(di)的(de)小模數齒輪(lun)。目前，生產(chan)中(zhong)最(zui)常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件的(de)工(gong)(gong)藝是將爐冷卻至(zhi)550°C，并在滲碳后(hou)進(jin)行空氣(qi)冷卻，然(ran)后(hou)在爐中(zhong)進(jin)行重(zhong)新加熱和淬(cui)火。因為(wei)(wei)滲碳后(hou)需(xu)要將爐子冷卻到一定溫(wen)度(du)(du)(du)，所以溫(wen)度(du)(du)(du)越低(di)(di)，越有利于減少(shao)工(gong)(gong)件表面(mian)(mian)的(de)氧化脫碳，爐子溫(wen)度(du)(du)(du)越低(di)(di)，工(gong)(gong)件的(de)冷卻速度(du)(du)(du)越慢;另一方(fang)面(mian)(mian)，將工(gong)(gong)件淬(cui)火到爐中(zhong)。為(wei)(wei)了確保淬(cui)火后(hou)工(gong)(gong)件的(de)表面(mian)(mian)質量，需(xu)要一段時間(jian)來確定加熱過(guo)(guo)程中(zhong)爐氣(qi)的(de)碳勢(shi)。因此，當前的(de)熱處(chu)理過(guo)(guo)程需(xu)要很長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點如下(xia)：

（1）滲(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)勢，滲(shen)碳(tan)時間和(he)滲(shen)碳(tan)時間等工藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)速度達到(dao)表面碳(tan)濃度，滲(shen)碳(tan)深度和(he)滲(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度梯度。滲(shen)碳(tan)溫度為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷卻階段。隨著爐溫的(de)緩慢降低，少量細孔滲碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲碳(tan)(tan)表面(mian)層上。當(dang)它冷卻到(dao)620°C以下(xia)時，它將(jiang)保持恒溫。在(zai)此階段，奧(ao)氏(shi)體將(jiang)轉變為珠光體，并且(qie)滲碳(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)物。部(bu)分球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨后的(de)淬火(huo)做準備(bei)。等溫階段碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用主(zhu)要取決于表面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)高，則會形成(cheng)粗(cu)大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)物，且(qie)球(qiu)(qiu)化(hua)效果差。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)必須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)化(hua)合物熱處理技術的(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火加熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技術的關鍵是(shi)將淬(cui)火和加熱(re)過(guo)程分為(wei)兩(liang)個(ge)階段(duan)。一(yi)階段(duan)的加熱(re)溫度(du)高達(da)840?860°C，這(zhe)(zhe)有利(li)于(yu)鐵氧體(ti)(ti)在工件芯部的轉變。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變成奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，并且在滲透層(ceng)中的一(yi)些碳(tan)化物(wu)溶解到奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中，這(zhe)(zhe)確保了淬(cui)火后馬氏(shi)體(ti)(ti)的高硬(ying)度(du)和強度(du)，同時(shi)保留了適量的未溶解碳(tan)化物(wu)。第二階段(duan)較低的加熱(re)溫度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了降低淬(cui)火應力(li)，同時(shi)有利(li)于(yu)表(biao)面(mian)獲(huo)得高硬(ying)度(du)。

（4）回火(huo)(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)為(wei)回火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)，表面殘(can)留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬氏(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了使殘(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)相變(bian)充分(fen)并(bing)有助于消(xiao)除熱處理的(de)應(ying)力，采(cai)用(yong)了兩次回火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過(guo)多年的(de)實踐(jian)，新的(de)滲碳復合熱處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝具有(you)明顯的(de)節能降(jiang)耗效果。它可以(yi)將(jiang)原(yuan)始滲碳熱處(chu)(chu)理(li)的(de)過(guo)程周期縮短約(yue)20，將(jiang)能耗至少降(jiang)低10，還可以(yi)減少滲碳劑的(de)消耗，并(bing)有(you)效地(di)減少熱處(chu)(chu)理(li)。生(sheng)產成本;此外(wai)，該方法具有(you)良(liang)好(hao)的(de)可重復性和(he)高質量(liang)穩定性。