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滲碳和淬(cui)火處理以滿足其性能(neng)要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)(jiang)(jiang)溫度(du)降(jiang)至(zhi)(zhi)滲(shen)碳后(hou)(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫度(du)，然后(hou)(hou)在保(bao)溫后(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這種方(fang)(fang)法，很容易(yi)使材料晶粒(li)粗(cu)大(da)，變脆并給工件(jian)結構施加壓力(li)，并且只能承(cheng)載強度(du)低(di)的(de)(de)小(xiao)模數齒輪(lun)。目前，生產(chan)中(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)工藝是(shi)將(jiang)(jiang)(jiang)爐冷卻(que)至(zhi)(zhi)550°C，并在滲(shen)碳后(hou)(hou)進(jin)(jin)行空(kong)氣(qi)冷卻(que)，然后(hou)(hou)在爐中(zhong)進(jin)(jin)行重新加熱(re)和(he)淬(cui)火(huo)。因(yin)為(wei)滲(shen)碳后(hou)(hou)需(xu)要(yao)(yao)將(jiang)(jiang)(jiang)爐子(zi)冷卻(que)到(dao)一(yi)定(ding)溫度(du)，所(suo)以溫度(du)越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有(you)利于減少工件(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫(tuo)碳，爐子(zi)溫度(du)越(yue)(yue)低(di)，工件(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)越(yue)(yue)慢(man);另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)，將(jiang)(jiang)(jiang)工件(jian)淬(cui)火(huo)到(dao)爐中(zhong)。為(wei)了確保(bao)淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)工件(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需(xu)要(yao)(yao)一(yi)段(duan)時(shi)間來確定(ding)加熱(re)過程中(zhong)爐氣(qi)的(de)(de)碳勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)(de)熱(re)處理過程需(xu)要(yao)(yao)很長時(shi)間。

技(ji)術新工藝(yi)的技(ji)術要點(dian)如下：

（1）滲碳(tan)(tan)階段(duan)。優化滲碳(tan)(tan)勢(shi)，滲碳(tan)(tan)時間和(he)滲碳(tan)(tan)時間等工藝參(can)數，以更(geng)快的滲碳(tan)(tan)速度(du)(du)(du)(du)達到表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)，滲碳(tan)(tan)深度(du)(du)(du)(du)和(he)滲碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)(du)。滲碳(tan)(tan)溫度(du)(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)爐(lu)(lu)冷(leng)(leng)卻階段(duan)。隨(sui)著爐(lu)(lu)溫的緩慢(man)降低，少量細孔滲碳(tan)體(ti)逐漸沉淀在(zai)滲碳(tan)表面(mian)層(ceng)上(shang)。當(dang)它冷(leng)(leng)卻到620°C以(yi)下(xia)時，它將(jiang)保持(chi)恒(heng)溫。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體(ti)將(jiang)轉變為珠光體(ti)，并(bing)且(qie)滲碳(tan)表面(mian)上(shang)將(jiang)出(chu)現碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物。部分球(qiu)化(hua)(hua)(hua)，為隨(sui)后的淬(cui)火(huo)做(zuo)準備。等(deng)溫階段(duan)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)作用主要(yao)取決于表面(mian)碳(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)濃(nong)度高，則會形成粗大的網眼或大的碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物，且(qie)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)濃(nong)度必(bi)須(xu)控(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該(gai)滲碳(tan)化(hua)(hua)(hua)合物熱處理技(ji)術的控(kong)制點之一。

（3）淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)階(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)段技術的(de)(de)關(guan)鍵是(shi)將淬(cui)火(huo)(huo)和加(jia)(jia)(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)分為(wei)兩個(ge)階(jie)(jie)段。一(yi)階(jie)(jie)段的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度高(gao)達(da)840?860°C，這有利于(yu)鐵(tie)氧體在(zai)工(gong)件(jian)芯部的(de)(de)轉變。此(ci)時，珠(zhu)光體轉變成奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體，并且(qie)在(zai)滲透(tou)層中(zhong)的(de)(de)一(yi)些碳(tan)化物溶解到奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)，這確保了(le)淬(cui)火(huo)(huo)后馬(ma)氏(shi)(shi)體的(de)(de)高(gao)硬(ying)度和強度，同時保留了(le)適量的(de)(de)未溶解碳(tan)化物。第二階(jie)(jie)段較(jiao)低的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低淬(cui)火(huo)(huo)應力，同時有利于(yu)表面獲(huo)得(de)高(gao)硬(ying)度。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階(jie)段。通過200?240℃的(de)(de)低溫回(hui)火(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)的(de)(de)馬(ma)氏體轉變(bian)為回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體，表面(mian)殘留(liu)的(de)(de)奧氏體分(fen)解為馬(ma)氏體。為了(le)使殘留(liu)奧氏體的(de)(de)相變(bian)充分(fen)并有(you)助于消除熱(re)處理的(de)(de)應力，采用(yong)了(le)兩次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)(de)實(shi)踐，新的(de)(de)(de)滲碳(tan)復(fu)合熱處理(li)(li)工藝具有(you)明顯的(de)(de)(de)節能(neng)降耗效果。它可(ke)(ke)以將原(yuan)始滲碳(tan)熱處理(li)(li)的(de)(de)(de)過程周期縮短約(yue)20，將能(neng)耗至少降低10，還可(ke)(ke)以減(jian)少滲碳(tan)劑的(de)(de)(de)消耗，并有(you)效地(di)減(jian)少熱處理(li)(li)。生(sheng)產成本;此(ci)外(wai)，該方法具有(you)良好的(de)(de)(de)可(ke)(ke)重復(fu)性和高質量穩定性。