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(xu)要(yao)對其(qi)進行(xing)滲碳(tan)和淬火處理(li)以滿足其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)(du)(du)降至(zhi)滲(shen)碳后(hou)的淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)(du)(du)，然后(hou)在(zai)(zai)保(bao)溫后(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使用(yong)這(zhe)種方(fang)法，很(hen)容易使材(cai)料晶粒(li)粗(cu)大，變脆并(bing)給工件(jian)結構施加壓(ya)力，并(bing)且只(zhi)能承載強度(du)(du)(du)低(di)的小模數齒輪。目(mu)前，生產中最常用(yong)的20CrMoMn鋼零件(jian)的工藝是將(jiang)爐(lu)冷(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)在(zai)(zai)滲(shen)碳后(hou)進行空氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)在(zai)(zai)爐(lu)中進行重新加熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳后(hou)需要(yao)將(jiang)爐(lu)子冷(leng)卻(que)到一(yi)定溫度(du)(du)(du)，所(suo)以溫度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利(li)于減(jian)少工件(jian)表(biao)面(mian)的氧(yang)化(hua)脫碳，爐(lu)子溫度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，工件(jian)的冷(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)(du)越(yue)慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將(jiang)工件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐(lu)中。為了確保(bao)淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)工件(jian)的表(biao)面(mian)質量，需要(yao)一(yi)段時(shi)間來確定加熱過(guo)(guo)程中爐(lu)氣的碳勢(shi)。因此，當前的熱處理過(guo)(guo)程需要(yao)很(hen)長時(shi)間。

技術新工藝(yi)的技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間(jian)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)時(shi)間(jian)等工藝參數，以(yi)更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)(du)(du)達到表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐(lu)冷卻階段。隨著爐(lu)溫(wen)的(de)(de)(de)緩慢降低，少量(liang)細(xi)孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷卻到(dao)620°C以下時，它將(jiang)保持(chi)恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段，奧氏體(ti)將(jiang)轉變(bian)為珠光體(ti)，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)化物(wu)。部分球(qiu)化，為隨后的(de)(de)(de)淬火做(zuo)準備。等溫(wen)階段碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)球(qiu)化作(zuo)用主要取決于表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)。如(ru)果表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形(xing)成(cheng)粗(cu)大的(de)(de)(de)網眼或大的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化物(wu)，且(qie)球(qiu)化效果差。因此(ci)，表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化合(he)物(wu)熱(re)處(chu)理技(ji)術的(de)(de)(de)控制點之(zhi)一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)階(jie)段。該階(jie)段技術的(de)(de)關鍵是將淬火(huo)和加(jia)熱(re)過程(cheng)分為(wei)兩個階(jie)段。一階(jie)段的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度高達840?860°C，這有利(li)于鐵氧體(ti)(ti)(ti)在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，并且在滲透層中的(de)(de)一些碳化物溶解到奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中，這確(que)保(bao)(bao)了(le)淬火(huo)后馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)高硬(ying)度和強度，同時(shi)保(bao)(bao)留了(le)適量的(de)(de)未溶解碳化物。第二階(jie)段較低(di)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低(di)淬火(huo)應(ying)力(li)，同時(shi)有利(li)于表面獲得高硬(ying)度。

（4）回火階段(duan)。通(tong)過(guo)200?240℃的(de)低溫回火，淬火的(de)馬氏體(ti)(ti)轉變為(wei)回火馬氏體(ti)(ti)，表面殘留的(de)奧氏體(ti)(ti)分解為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘留奧氏體(ti)(ti)的(de)相變充分并有助于消(xiao)除熱處理的(de)應力，采用了(le)兩次回火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲碳(tan)復(fu)合熱(re)處理(li)工藝具有明顯的(de)(de)節能(neng)(neng)降耗(hao)效(xiao)果(guo)。它可(ke)以將原始滲碳(tan)熱(re)處理(li)的(de)(de)過程周期縮(suo)短約20，將能(neng)(neng)耗(hao)至少(shao)降低10，還可(ke)以減少(shao)滲碳(tan)劑的(de)(de)消(xiao)耗(hao)，并(bing)有效(xiao)地減少(shao)熱(re)處理(li)。生產成本;此外，該方法(fa)具有良好的(de)(de)可(ke)重復(fu)性和高(gao)質量穩定(ding)性。