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(yao)(yao)對其進行滲碳和淬火處理以滿足其性能要(yao)(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)度(du)降至滲碳(tan)后的(de)(de)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火溫(wen)度(du)，然后在保(bao)溫(wen)后直(zhi)接淬(cui)(cui)(cui)(cui)火。使用這種方法，很容易使材料晶粒粗大，變脆(cui)并給工(gong)件(jian)(jian)(jian)結構施加(jia)壓力，并且(qie)只(zhi)能承(cheng)載(zai)強(qiang)度(du)低的(de)(de)小模數齒輪(lun)。目前(qian)，生產中最(zui)常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)工(gong)藝是(shi)將爐(lu)冷(leng)(leng)卻(que)至550°C，并在滲碳(tan)后進行空氣冷(leng)(leng)卻(que)，然后在爐(lu)中進行重新(xin)加(jia)熱和(he)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火。因為滲碳(tan)后需(xu)要將爐(lu)子冷(leng)(leng)卻(que)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越(yue)低，越(yue)有利于(yu)減少(shao)工(gong)件(jian)(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)度(du)越(yue)低，工(gong)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)越(yue)慢;另一(yi)方面(mian)，將工(gong)件(jian)(jian)(jian)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火到爐(lu)中。為了確保(bao)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火后工(gong)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)表面(mian)質(zhi)量，需(xu)要一(yi)段時間來確定(ding)加(jia)熱過程中爐(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因此，當前(qian)的(de)(de)熱處理過程需(xu)要很長時間。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階(jie)段。優(you)化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間(jian)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間(jian)等(deng)工藝參數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)梯(ti)度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐冷卻階段。隨(sui)著爐溫(wen)的(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸沉淀(dian)在滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表面(mian)(mian)(mian)層(ceng)上。當(dang)它冷卻到620°C以下時(shi)，它將保持恒溫(wen)。在此階段，奧氏體將轉變(bian)為珠(zhu)光(guang)體，并且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表面(mian)(mian)(mian)上將出現碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)。部分球化，為隨(sui)后的(de)淬火(huo)做準備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的(de)球化作用主要取決(jue)于表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如果(guo)表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度高，則會形成(cheng)粗大(da)的(de)網眼或(huo)大(da)的(de)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)，且(qie)球化效果(guo)差(cha)。因此，表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度必須控制(zhi)在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)化合物(wu)熱處理技術(shu)的(de)控制(zhi)點之一(yi)。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱階段。該(gai)階段技術的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)是(shi)將淬(cui)火(huo)和(he)加(jia)(jia)熱過(guo)程(cheng)分為兩個階段。一階段的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)高(gao)達(da)840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧(yang)體(ti)在工件(jian)芯部的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)變(bian)。此時(shi)，珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)成奧(ao)氏體(ti)，并且(qie)在滲透層中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一些碳(tan)化(hua)物溶(rong)解到奧(ao)氏體(ti)中(zhong)，這(zhe)確保了(le)(le)淬(cui)火(huo)后馬氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)高(gao)硬度(du)和(he)強度(du)，同時(shi)保留(liu)了(le)(le)適量的(de)(de)(de)(de)未(wei)溶(rong)解碳(tan)化(hua)物。第二階段較低的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)為810?830℃，是(shi)為了(le)(le)降(jiang)低淬(cui)火(huo)應力，同時(shi)有利于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)(wei)回火(huo)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分解為(wei)(wei)(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)。為(wei)(wei)(wei)了(le)使殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)相變(bian)充分并有助于消除熱處(chu)理的(de)應力，采用(yong)了(le)兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年(nian)的(de)實(shi)踐，新(xin)的(de)滲碳(tan)復合熱(re)處理工(gong)藝具有明顯的(de)節能降(jiang)耗(hao)效(xiao)果。它可(ke)以(yi)將原始(shi)滲碳(tan)熱(re)處理的(de)過(guo)程周期縮短約20，將能耗(hao)至少(shao)降(jiang)低10，還可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)滲碳(tan)劑的(de)消(xiao)耗(hao)，并有效(xiao)地減(jian)少(shao)熱(re)處理。生產成本;此(ci)外(wai)，該方法具有良好的(de)可(ke)重復性(xing)和高質量穩(wen)定性(xing)。