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(qi)進行滲碳和淬火處理(li)以(yi)滿足其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)降至滲碳(tan)(tan)后(hou)的(de)(de)(de)淬火(huo)溫(wen)度(du)，然(ran)(ran)后(hou)在保溫(wen)后(hou)直(zhi)接(jie)淬火(huo)。使(shi)用這(zhe)種方法，很容易(yi)使(shi)材料晶粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)件(jian)結構施加壓力，并且(qie)只能承載強(qiang)度(du)低(di)的(de)(de)(de)小(xiao)模數齒輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最常用的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝是將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并在滲碳(tan)(tan)后(hou)進行(xing)空氣冷(leng)卻(que)，然(ran)(ran)后(hou)在爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)進行(xing)重新加熱(re)(re)和(he)淬火(huo)。因為滲碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要(yao)將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)子冷(leng)卻(que)到一定(ding)溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于(yu)減(jian)少工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面的(de)(de)(de)氧化脫(tuo)碳(tan)(tan)，爐(lu)(lu)子溫(wen)度(du)越(yue)低(di)，工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)速度(du)越(yue)慢;另一方面，將(jiang)(jiang)(jiang)工(gong)(gong)件(jian)淬火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)。為了確(que)保淬火(huo)后(hou)工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)表(biao)面質(zhi)量，需(xu)要(yao)一段時間來(lai)確(que)定(ding)加熱(re)(re)過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)勢。因此，當前的(de)(de)(de)熱(re)(re)處理(li)過程(cheng)需(xu)要(yao)很長時間。

技術(shu)新工(gong)藝(yi)的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)等工藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)爐(lu)冷卻(que)階段(duan)。隨(sui)著(zhu)爐(lu)溫的(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)表(biao)面(mian)層上。當它冷卻(que)到620°C以(yi)下時(shi)，它將(jiang)(jiang)保持(chi)恒溫。在此階段(duan)，奧(ao)氏(shi)體(ti)將(jiang)(jiang)轉變為珠(zhu)光體(ti)，并(bing)且滲(shen)碳(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)(jiang)出現(xian)碳(tan)化(hua)物。部分球(qiu)化(hua)，為隨(sui)后的(de)淬火做準(zhun)備(bei)。等溫階段(duan)碳(tan)化(hua)物的(de)球(qiu)化(hua)作用主要(yao)取決于(yu)表(biao)面(mian)碳(tan)含(han)量。如(ru)果表(biao)面(mian)碳(tan)濃(nong)度(du)高，則會形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)化(hua)物，且球(qiu)化(hua)效果差。因此，表(biao)面(mian)碳(tan)濃(nong)度(du)必(bi)須(xu)控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)化(hua)合(he)物熱處理(li)技術(shu)的(de)控制點之一。

（3）淬火(huo)加熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的關鍵是將(jiang)淬火(huo)和加熱(re)過程分為兩個階(jie)段(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)的加熱(re)溫度(du)(du)高(gao)達840?860°C，這有利于(yu)(yu)鐵氧(yang)體在工件芯部(bu)的轉變。此(ci)時，珠光(guang)體轉變成奧氏(shi)(shi)體，并且在滲透層中的一(yi)些碳化物溶解到奧氏(shi)(shi)體中，這確保(bao)了淬火(huo)后(hou)馬氏(shi)(shi)體的高(gao)硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)，同時保(bao)留了適量的未溶解碳化物。第二階(jie)段(duan)較(jiao)低(di)的加熱(re)溫度(du)(du)為810?830℃，是為了降低(di)淬火(huo)應(ying)力(li)，同時有利于(yu)(yu)表面獲(huo)得高(gao)硬(ying)度(du)(du)。

（4）回(hui)火階段。通過200?240℃的(de)(de)(de)低溫回(hui)火，淬火的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變為回(hui)火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，表面殘留(liu)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)分解為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。為了(le)使殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)相(xiang)變充(chong)分并有(you)助于(yu)消除(chu)熱處理的(de)(de)(de)應力，采用了(le)兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多年(nian)的實踐，新的滲(shen)碳復合熱(re)處理工藝(yi)具有(you)明(ming)顯的節能降耗(hao)效果。它(ta)可(ke)以(yi)(yi)將原(yuan)始滲(shen)碳熱(re)處理的過程(cheng)周期縮短約(yue)20，將能耗(hao)至少降低(di)10，還可(ke)以(yi)(yi)減少滲(shen)碳劑的消耗(hao)，并(bing)有(you)效地減少熱(re)處理。生產成本;此(ci)外，該方法具有(you)良好的可(ke)重復性和(he)高質量穩(wen)定(ding)性。