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(tan)和淬火(huo)處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(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)(du)降至滲(shen)(shen)碳(tan)后的(de)(de)淬(cui)火溫(wen)度(du)(du)，然后在(zai)保(bao)溫(wen)后直接淬(cui)火。使用(yong)這種(zhong)方(fang)(fang)法，很容(rong)易使材料晶(jing)粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)件(jian)結構施(shi)加壓力，并且只能(neng)承(cheng)載強(qiang)度(du)(du)低(di)的(de)(de)小模數齒輪。目前(qian)，生產(chan)中(zhong)最常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工(gong)(gong)藝是(shi)將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)(lu)冷(leng)卻至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)后進行空氣冷(leng)卻，然后在(zai)爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)進行重新加熱(re)(re)和淬(cui)火。因為(wei)滲(shen)(shen)碳(tan)后需要(yao)將(jiang)(jiang)爐(lu)(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)度(du)(du)越低(di)，越有利(li)于減少工(gong)(gong)件(jian)表面(mian)(mian)的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)(du)越低(di)，工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)越慢(man);另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面(mian)(mian)，將(jiang)(jiang)工(gong)(gong)件(jian)淬(cui)火到(dao)爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)。為(wei)了(le)確保(bao)淬(cui)火后工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)表面(mian)(mian)質量，需要(yao)一(yi)段(duan)時間(jian)來(lai)確定(ding)加熱(re)(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因此，當(dang)前(qian)的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)過程需要(yao)很長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點如(ru)下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)(shi)間(jian)等(deng)工(gong)藝參數(shu)，以更(geng)快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)(lu)冷卻階段(duan)。隨(sui)著爐(lu)(lu)溫(wen)的(de)(de)(de)緩慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上(shang)(shang)。當它冷卻到620°C以下時(shi)，它將保持恒溫(wen)。在(zai)(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體將轉變為(wei)珠(zhu)光體，并且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)上(shang)(shang)將出現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)。部分球(qiu)(qiu)化(hua)，為(wei)隨(sui)后(hou)的(de)(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用(yong)主要(yao)取決于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含(han)量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度高，則(ze)會形成(cheng)粗大(da)(da)的(de)(de)(de)網眼或(huo)大(da)(da)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)，且球(qiu)(qiu)化(hua)效(xiao)果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度必須控制在(zai)(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合(he)物(wu)(wu)熱(re)處理技術的(de)(de)(de)控制點之一(yi)。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)階段。該(gai)階段技術的(de)(de)關鍵是將淬火(huo)和加(jia)熱(re)(re)過程分(fen)為兩(liang)個(ge)階段。一階段的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)高達(da)840?860°C，這有利(li)于鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此(ci)時，珠光體(ti)轉(zhuan)變成奧氏體(ti)，并且在滲透層中(zhong)的(de)(de)一些碳化物溶(rong)解到奧氏體(ti)中(zhong)，這確保(bao)了淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)高硬(ying)(ying)度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)，同時保(bao)留(liu)了適量的(de)(de)未溶(rong)解碳化物。第二階段較低的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)為810?830℃，是為了降低淬火(huo)應力，同時有利(li)于表面(mian)獲得高硬(ying)(ying)度(du)(du)。

（4）回火(huo)階(jie)段。通(tong)過200?240℃的(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏(shi)體轉變為(wei)回火(huo)馬氏(shi)體，表(biao)面殘留(liu)的(de)奧氏(shi)體分解(jie)為(wei)馬氏(shi)體。為(wei)了使殘留(liu)奧氏(shi)體的(de)相(xiang)變充(chong)分并有助于消除(chu)熱處(chu)理(li)的(de)應力(li)，采用了兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經(jing)過(guo)多年的(de)實踐，新的(de)滲碳(tan)復(fu)合熱(re)處(chu)理工藝具有(you)明顯(xian)的(de)節(jie)能降耗(hao)效(xiao)果(guo)。它可以將(jiang)原始滲碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)過(guo)程(cheng)周(zhou)期(qi)縮短約20，將(jiang)能耗(hao)至少(shao)降低10，還(huan)可以減少(shao)滲碳(tan)劑(ji)的(de)消耗(hao)，并有(you)效(xiao)地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產(chan)成(cheng)本;此外，該方法具有(you)良好的(de)可重復(fu)性和高質量穩定性。