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)對其進行滲碳和淬火處理(li)以滿足其性能(neng)要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)(wen)(wen)度降至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度，然后(hou)(hou)在(zai)保溫(wen)(wen)(wen)后(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很(hen)(hen)容易使材料晶(jing)粒粗大，變脆(cui)并給(gei)工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓(ya)力，并且只(zhi)能承載強度低的(de)(de)小模數齒輪。目前，生(sheng)產中最常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝是(shi)將爐(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)(hou)在(zai)爐(lu)中進行重(zhong)新加(jia)熱和淬(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需要將爐(lu)子冷(leng)卻(que)到一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)(wen)度，所(suo)以溫(wen)(wen)(wen)度越低，越有利于(yu)減少工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)(wen)(wen)度越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻(que)速度越慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)中。為了(le)確保淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需要一(yi)段時(shi)間來確定(ding)加(jia)熱過程(cheng)中爐(lu)氣的(de)(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)(de)熱處理過程(cheng)需要很(hen)(hen)長(chang)時(shi)間。

技術(shu)新工藝(yi)的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工(gong)藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達到(dao)表(biao)面碳(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)階段。隨著爐溫的(de)(de)緩(huan)慢降低，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。當它冷(leng)卻(que)到620°C以下時(shi)，它將(jiang)保持恒溫。在(zai)(zai)此(ci)階段，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球化(hua)，為隨后的(de)(de)淬火做準備。等溫階段碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球化(hua)作用主(zhu)要取決于(yu)表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)高，則(ze)會形成(cheng)粗大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且(qie)球化(hua)效果差。因(yin)此(ci)，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)必須控(kong)制在(zai)(zai)0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱(re)處理(li)技術的(de)(de)控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)段(duan)(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的(de)(de)(de)關鍵(jian)是將淬(cui)(cui)火(huo)和加熱(re)過程分(fen)為(wei)(wei)兩個階(jie)段(duan)(duan)。一(yi)階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度高達840?860°C，這(zhe)有(you)利于(yu)鐵氧體(ti)(ti)在(zai)工(gong)件芯(xin)部的(de)(de)(de)轉變(bian)。此時(shi)(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變(bian)成(cheng)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，并且在(zai)滲透層中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)些碳化物(wu)溶解到奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)，這(zhe)確保了淬(cui)(cui)火(huo)后馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)高硬度和強度，同(tong)(tong)時(shi)(shi)保留了適量的(de)(de)(de)未溶解碳化物(wu)。第二(er)階(jie)段(duan)(duan)較低的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了降低淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)力，同(tong)(tong)時(shi)(shi)有(you)利于(yu)表面獲得高硬度。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)為(wei)(wei)回(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，表面殘(can)(can)留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)分(fen)解為(wei)(wei)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。為(wei)(wei)了使殘(can)(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)相變(bian)充分(fen)并有助于消除(chu)熱處理的(de)應力，采(cai)用了兩次(ci)回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過(guo)多年的(de)(de)(de)實踐(jian)，新的(de)(de)(de)滲(shen)碳(tan)復合(he)熱處(chu)理(li)工藝具有明顯的(de)(de)(de)節能降(jiang)耗效(xiao)果。它(ta)可(ke)以將原始滲(shen)碳(tan)熱處(chu)理(li)的(de)(de)(de)過(guo)程周(zhou)期縮短約20，將能耗至少(shao)降(jiang)低(di)10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)(de)(de)消耗，并有效(xiao)地減少(shao)熱處(chu)理(li)。生產成本;此外，該方(fang)法(fa)具有良好的(de)(de)(de)可(ke)重復性和高質量(liang)穩定性。