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(qi)進行滲碳(tan)和淬火處(chu)理以滿足其(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)降至(zhi)(zhi)滲碳(tan)后(hou)的(de)淬(cui)火溫度(du)，然后(hou)在保(bao)(bao)溫后(hou)直接淬(cui)火。使用這種方法，很容易(yi)使材(cai)料晶(jing)粒(li)粗大，變脆(cui)并給工(gong)件(jian)結構施加壓(ya)力(li)，并且只能(neng)承載強(qiang)度(du)低的(de)小模(mo)數齒輪。目前，生(sheng)產中(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)冷(leng)卻(que)至(zhi)(zhi)550°C，并在滲碳(tan)后(hou)進行空氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)在爐(lu)中(zhong)進行重新加熱和(he)淬(cui)火。因為(wei)滲碳(tan)后(hou)需要將(jiang)爐(lu)子冷(leng)卻(que)到一定溫度(du)，所(suo)以溫度(du)越低，越有利于減少工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫度(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)越慢;另一方面(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)火到爐(lu)中(zhong)。為(wei)了確保(bao)(bao)淬(cui)火后(hou)工(gong)件(jian)的(de)表面(mian)質(zhi)量，需要一段時(shi)(shi)間來確定加熱過程中(zhong)爐(lu)氣的(de)碳(tan)勢(shi)。因此，當前的(de)熱處理過程需要很長(chang)時(shi)(shi)間。

技(ji)(ji)術新工藝的技(ji)(ji)術要點如(ru)下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間等工藝參數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度達到表面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度梯度。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫度為900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻(que)階段(duan)(duan)。隨(sui)著爐(lu)溫(wen)的(de)(de)(de)(de)緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)體逐漸(jian)沉淀在滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)層(ceng)上。當它冷(leng)卻(que)到620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫(wen)。在此(ci)階段(duan)(duan)，奧氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)化(hua)物。部分(fen)球化(hua)，為隨(sui)后的(de)(de)(de)(de)淬火做準(zhun)備(bei)。等(deng)溫(wen)階段(duan)(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)(de)球化(hua)作用主要取(qu)決(jue)于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含量。如(ru)果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形(xing)成粗大的(de)(de)(de)(de)網眼(yan)或(huo)大的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物，且球化(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須控制(zhi)在0.85?1.00，這是該(gai)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合(he)物熱(re)處(chu)理技術(shu)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)點之一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵是將(jiang)淬火(huo)和加(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個階段(duan)。一(yi)階段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)高達840?860°C，這(zhe)有利(li)于(yu)(yu)鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成奧氏體(ti)，并且在滲透層中的(de)(de)一(yi)些碳化(hua)物溶解(jie)到奧氏體(ti)中，這(zhe)確保了(le)(le)淬火(huo)后(hou)馬氏體(ti)的(de)(de)高硬(ying)度(du)和強度(du)，同時(shi)保留了(le)(le)適量的(de)(de)未溶解(jie)碳化(hua)物。第二階段(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)(le)降低淬火(huo)應力，同時(shi)有利(li)于(yu)(yu)表面(mian)獲得高硬(ying)度(du)。

（4）回火(huo)階(jie)段(duan)。通(tong)過200?240℃的(de)低溫回火(huo)，淬(cui)火(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變為回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體，表面殘留的(de)奧氏(shi)(shi)體分(fen)解為馬(ma)氏(shi)(shi)體。為了使殘留奧氏(shi)(shi)體的(de)相(xiang)變充分(fen)并有(you)助(zhu)于消除熱(re)處理的(de)應力，采用了兩(liang)次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多(duo)年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱處(chu)(chu)理工藝具(ju)有明顯的(de)(de)節(jie)能降耗效果。它可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)碳熱處(chu)(chu)理的(de)(de)過(guo)程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)降低10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并有效地減少(shao)熱處(chu)(chu)理。生產(chan)成(cheng)本(ben);此外，該方(fang)法具(ju)有良好的(de)(de)可(ke)重(zhong)復性和高質量(liang)穩定性。