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(xing)滲碳和(he)淬火(huo)處(chu)理以滿足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫度(du)(du)(du)降至滲(shen)碳后的(de)淬(cui)火溫度(du)(du)(du)，然(ran)后在(zai)保溫后直(zhi)接(jie)淬(cui)火。使用(yong)這種方法，很容易使材料晶粒(li)粗大(da)，變脆(cui)并(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結構施(shi)加(jia)壓力，并(bing)且只能承載強度(du)(du)(du)低(di)的(de)小模數齒(chi)輪。目前(qian)，生產中(zhong)最常用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將爐冷(leng)卻至550°C，并(bing)在(zai)滲(shen)碳后進(jin)行(xing)空氣冷(leng)卻，然(ran)后在(zai)爐中(zhong)進(jin)行(xing)重新加(jia)熱和淬(cui)火。因為滲(shen)碳后需要將爐子冷(leng)卻到一定溫度(du)(du)(du)，所以溫度(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)(yue)有利于減少工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)氧化脫碳，爐子溫度(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷(leng)卻速度(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)慢;另一方面(mian)，將工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)火到爐中(zhong)。為了確保淬(cui)火后工(gong)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)質量(liang)，需要一段時(shi)(shi)間來確定加(jia)熱過程中(zhong)爐氣的(de)碳勢。因此(ci)，當前(qian)的(de)熱處理過程需要很長時(shi)(shi)間。

技(ji)術(shu)新工藝(yi)的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳階段。優化滲(shen)(shen)碳勢，滲(shen)(shen)碳時間和滲(shen)(shen)碳時間等(deng)工藝參(can)數，以更快的(de)滲(shen)(shen)碳速度達到表(biao)面碳濃(nong)度，滲(shen)(shen)碳深(shen)度和滲(shen)(shen)碳層(ceng)碳濃(nong)度梯度。滲(shen)(shen)碳溫度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)爐(lu)冷卻階(jie)段。隨著爐(lu)溫的(de)緩(huan)慢降低，少量細孔(kong)滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉(chen)淀(dian)在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)表(biao)面(mian)層上。當(dang)它冷卻到620°C以下時，它將保持恒溫。在(zai)此階(jie)段，奧氏(shi)體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲(shen)(shen)碳(tan)表(biao)面(mian)上將出現碳(tan)化物(wu)。部分球化，為隨后的(de)淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)化物(wu)的(de)球化作用(yong)主要取決于表(biao)面(mian)碳(tan)含(han)量。如果(guo)(guo)表(biao)面(mian)碳(tan)濃(nong)度高(gao)，則會(hui)形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)化物(wu)，且球化效(xiao)果(guo)(guo)差。因(yin)此，表(biao)面(mian)碳(tan)濃(nong)度必須控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)碳(tan)化合物(wu)熱處(chu)理技術的(de)控制(zhi)點(dian)之一。

（3）淬火加(jia)熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術(shu)的關(guan)鍵是(shi)將淬火和加(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)。一(yi)(yi)階(jie)段(duan)的加(jia)熱(re)溫度高達(da)840?860°C，這有(you)利于鐵氧體在(zai)工件芯(xin)部的轉變。此時(shi)，珠光體轉變成奧氏(shi)(shi)體，并且在(zai)滲透層中(zhong)的一(yi)(yi)些碳(tan)化物(wu)(wu)溶解(jie)到奧氏(shi)(shi)體中(zhong)，這確(que)保(bao)了(le)(le)淬火后馬氏(shi)(shi)體的高硬度和強(qiang)度，同時(shi)保(bao)留了(le)(le)適量(liang)的未溶解(jie)碳(tan)化物(wu)(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的加(jia)熱(re)溫度為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)(le)降低淬火應力，同時(shi)有(you)利于表(biao)面獲得(de)高硬度。

（4）回火(huo)(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)低溫回火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)(de)馬氏體(ti)轉變(bian)為回火(huo)(huo)馬氏體(ti)，表面殘留(liu)(liu)的(de)(de)奧氏體(ti)分解為馬氏體(ti)。為了使(shi)殘留(liu)(liu)奧氏體(ti)的(de)(de)相變(bian)充分并有助(zhu)于消除熱處理(li)的(de)(de)應力，采(cai)用了兩次(ci)回火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的實踐，新的滲碳復合熱(re)處理(li)(li)工藝具有(you)(you)明顯的節能降耗效果。它可以將原始滲碳熱(re)處理(li)(li)的過程周期縮短約(yue)20，將能耗至少(shao)降低10，還(huan)可以減少(shao)滲碳劑的消耗，并有(you)(you)效地減少(shao)熱(re)處理(li)(li)。生產成本;此外，該(gai)方法具有(you)(you)良好的可重復性(xing)和高(gao)質量(liang)穩定性(xing)。