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(shen)碳和淬(cui)火處(chu)理(li)以滿足其性能(neng)要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)度(du)降至(zhi)滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)的(de)淬火(huo)溫(wen)度(du)，然后(hou)(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)后(hou)(hou)(hou)直接淬火(huo)。使用這種方(fang)法(fa)，很容易使材(cai)料(liao)晶粒粗大(da)，變脆并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結構施加(jia)(jia)壓力，并(bing)(bing)且只(zhi)能承載強度(du)低(di)(di)的(de)小模數齒輪。目(mu)前，生產中最常(chang)用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝(yi)是(shi)將爐(lu)(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)(bing)在滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)進行空(kong)氣冷(leng)卻(que)，然后(hou)(hou)(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中進行重(zhong)新加(jia)(jia)熱和淬火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)(hou)(hou)需要將爐(lu)(lu)(lu)子冷(leng)卻(que)到(dao)一定溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越低(di)(di)，越有利于減少工(gong)件(jian)(jian)表面的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子溫(wen)度(du)越低(di)(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)越慢(man);另一方(fang)面，將工(gong)件(jian)(jian)淬火(huo)到(dao)爐(lu)(lu)(lu)中。為了(le)確保(bao)淬火(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)表面質量(liang)，需要一段時間(jian)來確定加(jia)(jia)熱過程中爐(lu)(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)熱處理過程需要很長時間(jian)。

技術新(xin)工(gong)藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)時(shi)間等工藝參(can)數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)(du)(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)爐(lu)冷卻階段(duan)。隨(sui)著爐(lu)溫(wen)的(de)(de)(de)緩慢降低，少(shao)量細(xi)孔滲碳(tan)體逐漸沉淀在滲碳(tan)表面(mian)(mian)(mian)層上。當它冷卻到620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫(wen)。在此階段(duan)，奧(ao)氏體將(jiang)轉(zhuan)變為(wei)珠光體，并且滲碳(tan)表面(mian)(mian)(mian)上將(jiang)出(chu)現碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。部分球(qiu)化(hua)(hua)(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)(de)淬火做準備。等溫(wen)階段(duan)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)作用主要(yao)取決于表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)含(han)量。如果表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)高，則會形成(cheng)粗大的(de)(de)(de)網眼或大的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效果差。因此，表面(mian)(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)必(bi)須控(kong)制在0.85?1.00，這是該滲碳(tan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)熱(re)處(chu)理(li)技術的(de)(de)(de)控(kong)制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)火加熱階(jie)段(duan)(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵是將淬(cui)火和加熱過程分為(wei)兩個階(jie)段(duan)(duan)。一階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高達840?860°C，這有利(li)于(yu)鐵氧體(ti)在工件芯部的(de)(de)轉變(bian)。此時，珠光(guang)體(ti)轉變(bian)成奧氏體(ti)，并且在滲(shen)透(tou)層中的(de)(de)一些(xie)碳(tan)(tan)化物(wu)溶解到奧氏體(ti)中，這確保了淬(cui)火后(hou)馬(ma)氏體(ti)的(de)(de)高硬度(du)(du)(du)和強度(du)(du)(du)，同(tong)時保留了適量的(de)(de)未溶解碳(tan)(tan)化物(wu)。第二階(jie)段(duan)(duan)較低的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低淬(cui)火應力(li)，同(tong)時有利(li)于(yu)表面獲得高硬度(du)(du)(du)。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變為(wei)回(hui)火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，表(biao)面殘留的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。為(wei)了(le)使殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)相變充分(fen)并有助于消除熱處理的(de)應力，采(cai)用了(le)兩次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)(guo)多年(nian)的(de)實踐(jian)，新的(de)滲(shen)(shen)碳復合熱處(chu)理工(gong)藝具有(you)(you)明顯的(de)節能降耗效果。它可(ke)以(yi)(yi)將原始滲(shen)(shen)碳熱處(chu)理的(de)過(guo)(guo)程周期縮(suo)短約20，將能耗至少(shao)(shao)降低10，還可(ke)以(yi)(yi)減(jian)少(shao)(shao)滲(shen)(shen)碳劑(ji)的(de)消耗，并(bing)有(you)(you)效地減(jian)少(shao)(shao)熱處(chu)理。生(sheng)產(chan)成本;此外，該(gai)方法具有(you)(you)良(liang)好的(de)可(ke)重(zhong)復性和高(gao)質(zhi)量穩定性。