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進行(xing)滲碳和淬火處理(li)以滿(man)足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度(du)降(jiang)至滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)的淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)，然后(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接(jie)淬(cui)火(huo)。使用這種方法(fa)，很(hen)容易使材料晶粒粗(cu)大，變脆并給工(gong)件(jian)(jian)結(jie)構施加(jia)壓力，并且只能承載強(qiang)度(du)低的小(xiao)模數齒輪(lun)。目前，生產中(zhong)(zhong)最常用的20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的工(gong)藝是將爐(lu)冷卻至550°C，并在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)進行(xing)空(kong)氣冷卻，然后(hou)(hou)在爐(lu)中(zhong)(zhong)進行(xing)重新加(jia)熱(re)(re)和淬(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將爐(lu)子冷卻到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)越(yue)低，越(yue)有(you)利于減少工(gong)件(jian)(jian)表(biao)面的氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)(wen)度(du)越(yue)低，工(gong)件(jian)(jian)的冷卻速度(du)越(yue)慢;另一(yi)方面，將工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)火(huo)到爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了(le)確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)(jian)的表(biao)面質量，需要(yao)一(yi)段時(shi)間來(lai)確定加(jia)熱(re)(re)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)氣的碳(tan)勢。因此，當(dang)前的熱(re)(re)處理過程(cheng)(cheng)需要(yao)很(hen)長時(shi)間。

技(ji)術新工(gong)藝的(de)技(ji)術要點如下：

（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(jian)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)等工(gong)藝參(can)數，以更快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯(ti)度(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻(que)階段。隨(sui)著爐溫(wen)的(de)(de)(de)緩(huan)慢降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)(ti)逐(zhu)漸沉(chen)淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)上。當它(ta)冷卻(que)到620°C以下時，它(ta)將保(bao)持(chi)恒溫(wen)。在(zai)此階段，奧氏(shi)體(ti)(ti)將轉變(bian)為(wei)珠光(guang)體(ti)(ti)，并(bing)且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上將出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物。部分球化(hua)(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)球化(hua)(hua)作用主要(yao)取決于(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)含量。如(ru)果表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形成粗(cu)大的(de)(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物，且球化(hua)(hua)效果差。因此，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必(bi)須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物熱處理(li)技術的(de)(de)(de)控制點之一(yi)。

（3）淬火加(jia)熱(re)階(jie)段。該階(jie)段技(ji)術的(de)(de)(de)關(guan)鍵是(shi)將淬火和(he)加(jia)熱(re)過程(cheng)分為兩個階(jie)段。一階(jie)段的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有利于鐵(tie)氧(yang)體(ti)在工(gong)件芯部的(de)(de)(de)轉變。此時，珠光(guang)體(ti)轉變成(cheng)奧氏體(ti)，并(bing)且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)(de)(de)一些碳化(hua)物(wu)溶(rong)解到(dao)奧氏體(ti)中(zhong)，這確保了淬火后馬氏體(ti)的(de)(de)(de)高(gao)硬度(du)和(he)強度(du)，同(tong)(tong)時保留了適量的(de)(de)(de)未溶(rong)解碳化(hua)物(wu)。第二階(jie)段較低的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為810?830℃，是(shi)為了降低淬火應(ying)力，同(tong)(tong)時有利于表面獲(huo)得高(gao)硬度(du)。

（4）回火(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)低溫(wen)回火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)轉變為回火(huo)馬(ma)氏體(ti)，表面殘(can)留的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)分(fen)解為馬(ma)氏體(ti)。為了(le)使殘(can)留奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)相(xiang)變充分(fen)并有助(zhu)于消除熱處理的(de)(de)應力，采用了(le)兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經(jing)過多年的(de)實(shi)踐，新的(de)滲碳(tan)(tan)復(fu)合熱處理工藝具(ju)有明(ming)顯(xian)的(de)節能降耗效果。它可以將(jiang)原(yuan)始滲碳(tan)(tan)熱處理的(de)過程周(zhou)期縮短約(yue)20，將(jiang)能耗至少降低10，還可以減少滲碳(tan)(tan)劑(ji)的(de)消(xiao)耗，并有效地減少熱處理。生產(chan)成本;此外，該方法具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)可重復(fu)性和高(gao)質量(liang)穩定(ding)性。