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(yi)滿足其性能要(yao)求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)降至滲(shen)碳后(hou)的(de)淬火溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，然后(hou)在保溫(wen)(wen)后(hou)直接淬火。使用(yong)(yong)這(zhe)種方(fang)法，很容(rong)易(yi)使材料(liao)晶(jing)粒粗大，變脆并給工(gong)(gong)件(jian)(jian)結構施加壓力，并且只能承(cheng)載強度(du)(du)(du)(du)低(di)的(de)小(xiao)模數齒輪。目前，生產(chan)中(zhong)最常用(yong)(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)工(gong)(gong)藝是將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)冷卻至550°C，并在滲(shen)碳后(hou)進行(xing)空(kong)氣(qi)冷卻，然后(hou)在爐(lu)中(zhong)進行(xing)重新加熱(re)和淬火。因(yin)為(wei)滲(shen)碳后(hou)需要(yao)將(jiang)(jiang)(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻到(dao)一定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有利于減少工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)氧化脫碳，爐(lu)子(zi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)低(di)，工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)冷卻速度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)慢;另(ling)一方(fang)面(mian)，將(jiang)(jiang)(jiang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)淬火到(dao)爐(lu)中(zhong)。為(wei)了確保淬火后(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)質量(liang)，需要(yao)一段時間來確定(ding)加熱(re)過程中(zhong)爐(lu)氣(qi)的(de)碳勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)熱(re)處理過程需要(yao)很長時間。

技術新工藝的技術要點如下(xia)：

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

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)(leng)卻階段(duan)。隨(sui)著爐(lu)溫的緩慢降低(di)，少量細孔(kong)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐(zhu)漸(jian)沉(chen)淀在滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)層(ceng)上。當它(ta)冷(leng)(leng)卻到(dao)620°C以(yi)下時，它(ta)將(jiang)保(bao)持恒溫。在此(ci)階段(duan)，奧氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且(qie)(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將(jiang)出(chu)現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物。部分(fen)球(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后的淬火做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物的球(qiu)化(hua)(hua)作用主要(yao)取決(jue)于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量。如(ru)果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度高(gao)，則會(hui)形成粗大的網眼或大的碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物，且(qie)(qie)球(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃度必(bi)須控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在0.85?1.00，這(zhe)是該滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)合物熱處(chu)理技術的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)點之一(yi)。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱(re)階(jie)段(duan)(duan)。該階(jie)段(duan)(duan)技(ji)術(shu)的(de)(de)關(guan)鍵是將淬(cui)(cui)火(huo)和加熱(re)過程分(fen)為兩個階(jie)段(duan)(duan)。一階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)高達840?860°C，這(zhe)(zhe)有利于(yu)(yu)鐵氧體在(zai)(zai)工(gong)件芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體轉變成奧氏(shi)體，并且在(zai)(zai)滲透層中(zhong)的(de)(de)一些碳化物溶解到奧氏(shi)體中(zhong)，這(zhe)(zhe)確(que)保(bao)了淬(cui)(cui)火(huo)后馬氏(shi)體的(de)(de)高硬度(du)和強(qiang)度(du)，同時(shi)保(bao)留(liu)了適量的(de)(de)未溶解碳化物。第二階(jie)段(duan)(duan)較(jiao)低的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了降(jiang)低淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)力，同時(shi)有利于(yu)(yu)表面獲得高硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火階段。通過200?240℃的低溫回(hui)(hui)火，淬火的馬氏(shi)體轉變為(wei)回(hui)(hui)火馬氏(shi)體，表面殘留的奧氏(shi)體分(fen)解為(wei)馬氏(shi)體。為(wei)了使殘留奧氏(shi)體的相變充分(fen)并(bing)有助于(yu)消除(chu)熱處理的應力，采(cai)用了兩(liang)次回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多(duo)年的(de)實踐，新的(de)滲碳(tan)復(fu)合(he)熱處理工藝具(ju)有(you)明顯的(de)節能(neng)降(jiang)耗(hao)效果。它可(ke)以(yi)將(jiang)原(yuan)始滲碳(tan)熱處理的(de)過(guo)程周期(qi)縮短約20，將(jiang)能(neng)耗(hao)至少(shao)降(jiang)低10，還(huan)可(ke)以(yi)減少(shao)滲碳(tan)劑的(de)消(xiao)耗(hao)，并有(you)效地(di)減少(shao)熱處理。生產成本;此外，該方(fang)法(fa)具(ju)有(you)良好的(de)可(ke)重復(fu)性(xing)和高質量(liang)穩定性(xing)。