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(qi)進行滲碳(tan)和淬火(huo)處理以(yi)滿足其(qi)性能要(yao)(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)(shi)將溫(wen)(wen)(wen)度(du)降至滲碳后(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)(wen)(wen)度(du)，然后(hou)在保溫(wen)(wen)(wen)后(hou)直接淬(cui)火。使(shi)用這種方(fang)法，很容(rong)易使(shi)材料晶(jing)粒粗大，變脆(cui)并給(gei)工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力，并且只能承載強度(du)低的(de)小(xiao)模(mo)數齒輪。目前(qian)，生產中最常用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)工(gong)藝(yi)是(shi)(shi)將爐冷卻(que)至550°C，并在滲碳后(hou)進(jin)行空氣(qi)(qi)冷卻(que)，然后(hou)在爐中進(jin)行重新(xin)加(jia)熱(re)和淬(cui)火。因(yin)為(wei)滲碳后(hou)需要(yao)將爐子冷卻(que)到一(yi)定(ding)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)越低，越有利于(yu)減少工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)氧化脫碳，爐子溫(wen)(wen)(wen)度(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)冷卻(que)速度(du)越慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將工(gong)件(jian)淬(cui)火到爐中。為(wei)了確(que)(que)保淬(cui)火后(hou)工(gong)件(jian)的(de)表面(mian)質量，需要(yao)一(yi)段時間來確(que)(que)定(ding)加(jia)熱(re)過程中爐氣(qi)(qi)的(de)碳勢(shi)。因(yin)此(ci)，當前(qian)的(de)熱(re)處理過程需要(yao)很長時間。

技(ji)術(shu)新工藝的技(ji)術(shu)要(yao)點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)階(jie)段。優化(hua)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)勢(shi)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時(shi)(shi)間(jian)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)時(shi)(shi)間(jian)等工(gong)藝參數，以更快的(de)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)速度(du)達到表(biao)面碳(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)爐冷卻階段(duan)(duan)。隨著爐溫的(de)緩(huan)慢降低，少量(liang)細孔滲(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉淀(dian)在(zai)滲(shen)碳(tan)表(biao)面層上(shang)。當(dang)它冷卻到620°C以下時，它將保持恒溫。在(zai)此(ci)階段(duan)(duan)，奧氏體(ti)將轉變為(wei)(wei)珠光體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)表(biao)面上(shang)將出現碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球化(hua)(hua)，為(wei)(wei)隨后(hou)的(de)淬火做準備。等(deng)溫階段(duan)(duan)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)球化(hua)(hua)作用主(zhu)要取決于表(biao)面碳(tan)含量(liang)。如果表(biao)面碳(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大(da)的(de)網(wang)眼或大(da)的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)面碳(tan)濃(nong)度必(bi)須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱處(chu)理技術的(de)控制點(dian)之一。

（3）淬(cui)火(huo)加(jia)熱階(jie)段(duan)(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)(duan)技術的(de)關鍵是將淬(cui)火(huo)和加(jia)熱過(guo)程分為兩個階(jie)段(duan)(duan)。一階(jie)段(duan)(duan)的(de)加(jia)熱溫度(du)高(gao)達840?860°C，這(zhe)有(you)利于鐵氧(yang)體在工件(jian)芯(xin)部(bu)的(de)轉(zhuan)變(bian)。此時，珠光體轉(zhuan)變(bian)成奧(ao)氏(shi)體，并(bing)且在滲透(tou)層中(zhong)的(de)一些(xie)碳(tan)化物溶解到奧(ao)氏(shi)體中(zhong)，這(zhe)確保了淬(cui)火(huo)后馬氏(shi)體的(de)高(gao)硬(ying)度(du)和強度(du)，同時保留(liu)了適(shi)量(liang)的(de)未溶解碳(tan)化物。第二(er)階(jie)段(duan)(duan)較低的(de)加(jia)熱溫度(du)為810?830℃，是為了降低淬(cui)火(huo)應力，同時有(you)利于表面獲得高(gao)硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)火階(jie)段。通過200?240℃的(de)(de)(de)低溫(wen)回(hui)火，淬火的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變為回(hui)火馬(ma)氏(shi)(shi)體，表面殘留(liu)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體分解(jie)為馬(ma)氏(shi)(shi)體。為了使殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體的(de)(de)(de)相變充分并有助于消除熱處理的(de)(de)(de)應力，采用了兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年的實踐，新的滲碳復合熱(re)處理工(gong)藝(yi)具有明顯的節能降耗(hao)效果。它可以將原始滲碳熱(re)處理的過程周期縮短(duan)約20，將能耗(hao)至少(shao)降低(di)10，還可以減少(shao)滲碳劑的消耗(hao)，并有效地(di)減少(shao)熱(re)處理。生產成本(ben);此外，該方(fang)法(fa)具有良好的可重復性和高質量穩定性。