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(dui)其進(jin)行滲(shen)碳和(he)淬火(huo)處理(li)以滿(man)足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)降至滲碳后的(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)溫度(du)，然后在保溫后直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。使(shi)用這種方法，很容易使(shi)材料晶粒粗大，變(bian)脆并給工(gong)件(jian)(jian)結構(gou)施(shi)加壓力，并且(qie)只(zhi)能承(cheng)載(zai)強度(du)低(di)的(de)(de)小(xiao)模數齒(chi)輪。目前，生產中最常(chang)用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)藝(yi)是將(jiang)爐冷(leng)(leng)卻至550°C，并在滲碳后進行空氣(qi)冷(leng)(leng)卻，然后在爐中進行重新加熱(re)和淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。因(yin)為(wei)滲碳后需(xu)要(yao)將(jiang)爐子冷(leng)(leng)卻到一(yi)定(ding)溫度(du)，所以(yi)溫度(du)越低(di)，越有利于減少工(gong)件(jian)(jian)表面的(de)(de)氧化(hua)脫碳，爐子溫度(du)越低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻速度(du)越慢;另一(yi)方面，將(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)到爐中。為(wei)了確(que)保淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)表面質量，需(xu)要(yao)一(yi)段時間來確(que)定(ding)加熱(re)過(guo)程中爐氣(qi)的(de)(de)碳勢(shi)。因(yin)此，當前的(de)(de)熱(re)處理過(guo)程需(xu)要(yao)很長時間。

技術(shu)新(xin)工藝(yi)的(de)技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段(duan)。優化滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻階段(duan)。隨著爐(lu)溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)逐漸沉(chen)淀(dian)在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面層上(shang)。當(dang)它冷(leng)卻到620°C以下(xia)時，它將(jiang)保持(chi)恒溫(wen)。在(zai)此階段(duan)，奧氏體(ti)(ti)將(jiang)轉變為(wei)珠光體(ti)(ti)，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面上(shang)將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物。部分球(qiu)化(hua)，為(wei)隨后的(de)(de)淬火做準(zhun)備。等溫(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)球(qiu)化(hua)作用主要取決于(yu)表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果(guo)表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)高，則會形成粗大的(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物，且球(qiu)化(hua)效果(guo)差。因此，表(biao)(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度(du)必須控(kong)(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物熱處理技(ji)術(shu)的(de)(de)控(kong)(kong)制點之一。

（3）淬(cui)(cui)火加熱階(jie)段。該階(jie)段技術的關鍵(jian)是(shi)將(jiang)淬(cui)(cui)火和加熱過程分為(wei)兩個階(jie)段。一階(jie)段的加熱溫(wen)度(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這有(you)利于(yu)鐵氧體在工件(jian)芯(xin)部的轉(zhuan)變。此時，珠光(guang)體轉(zhuan)變成奧氏體，并且在滲透層中(zhong)的一些碳化物溶解到奧氏體中(zhong)，這確(que)保了(le)淬(cui)(cui)火后馬氏體的高(gao)(gao)硬(ying)度(du)和強度(du)，同時保留了(le)適量的未溶解碳化物。第(di)二(er)階(jie)段較低的加熱溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低淬(cui)(cui)火應力，同時有(you)利于(yu)表面獲得(de)高(gao)(gao)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)馬氏體轉變(bian)為回(hui)火(huo)(huo)馬氏體，表面殘(can)留(liu)的(de)奧氏體分解為馬氏體。為了使殘(can)留(liu)奧氏體的(de)相變(bian)充分并有助于消除(chu)熱處理的(de)應(ying)力，采用了兩次(ci)回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐，新的滲(shen)碳(tan)復合(he)熱(re)處理工藝具有明顯(xian)的節能降耗效果(guo)。它(ta)可(ke)以將原始滲(shen)碳(tan)熱(re)處理的過程(cheng)周期縮短約20，將能耗至少(shao)(shao)降低10，還可(ke)以減少(shao)(shao)滲(shen)碳(tan)劑的消耗，并有效地減少(shao)(shao)熱(re)處理。生產(chan)成本;此外，該方(fang)法具有良好(hao)的可(ke)重復性和高質量穩定性。