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(jin)行滲碳(tan)和淬(cui)火處理以滿足(zu)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)降至滲(shen)(shen)碳后(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)(wen)度(du)，然(ran)后(hou)在(zai)保溫(wen)(wen)后(hou)直接淬(cui)火。使用這種方(fang)法，很容易使材(cai)料晶粒粗大，變脆并給(gei)工件(jian)結(jie)構施(shi)加(jia)壓力，并且只能承載強(qiang)度(du)低(di)的(de)小模數齒輪。目(mu)前，生產中(zhong)(zhong)最(zui)常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)工藝是將爐(lu)冷卻(que)(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳后(hou)進行空氣冷卻(que)(que)，然(ran)后(hou)在(zai)爐(lu)中(zhong)(zhong)進行重新加(jia)熱(re)(re)和(he)淬(cui)火。因為滲(shen)(shen)碳后(hou)需(xu)要將爐(lu)子冷卻(que)(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)越低(di)，越有(you)利于減少工件(jian)表面(mian)的(de)氧化脫碳，爐(lu)子溫(wen)(wen)度(du)越低(di)，工件(jian)的(de)冷卻(que)(que)速度(du)越慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將工件(jian)淬(cui)火到爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了(le)確保淬(cui)火后(hou)工件(jian)的(de)表面(mian)質量，需(xu)要一(yi)段時間來(lai)確定加(jia)熱(re)(re)過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)氣的(de)碳勢。因此(ci)，當前的(de)熱(re)(re)處理過程(cheng)需(xu)要很長時間。

技(ji)術(shu)新(xin)工藝(yi)的技(ji)術(shu)要點如下：

（1）滲碳(tan)階段(duan)。優化滲碳(tan)勢(shi)，滲碳(tan)時間(jian)和滲碳(tan)時間(jian)等工藝參數，以更快的滲碳(tan)速度(du)(du)達到表面碳(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲碳(tan)深度(du)(du)和滲碳(tan)層碳(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)爐(lu)冷(leng)卻階(jie)段(duan)(duan)。隨(sui)著(zhu)爐(lu)溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少量細(xi)孔滲(shen)(shen)碳(tan)體逐漸(jian)沉淀(dian)在滲(shen)(shen)碳(tan)表面層上。當它(ta)冷(leng)卻到620°C以下時，它(ta)將(jiang)保持恒溫(wen)。在此階(jie)段(duan)(duan)，奧氏體將(jiang)轉變為(wei)珠光體，并且滲(shen)(shen)碳(tan)表面上將(jiang)出現碳(tan)化(hua)(hua)物。部分球(qiu)化(hua)(hua)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)淬(cui)火做準(zhun)備。等溫(wen)階(jie)段(duan)(duan)碳(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)作用主(zhu)要取決(jue)于表面碳(tan)含(han)量。如果(guo)表面碳(tan)濃度(du)(du)高，則會形成粗大的(de)(de)網眼或大的(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物，且球(qiu)化(hua)(hua)效果(guo)差。因此，表面碳(tan)濃度(du)(du)必須(xu)控(kong)制(zhi)在0.85?1.00，這(zhe)是該滲(shen)(shen)碳(tan)化(hua)(hua)合(he)物熱處理技術的(de)(de)控(kong)制(zhi)點之一。

（3）淬火加熱階(jie)(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)(jie)段技術的(de)(de)關鍵是將淬火和(he)加熱過(guo)程分(fen)為(wei)兩(liang)個階(jie)(jie)(jie)段。一階(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)加熱溫度(du)(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這(zhe)(zhe)有利于鐵氧體在(zai)工件(jian)芯部的(de)(de)轉變。此時(shi)，珠光體轉變成奧(ao)氏體，并且在(zai)滲透層中的(de)(de)一些碳化物(wu)溶解到奧(ao)氏體中，這(zhe)(zhe)確保(bao)了淬火后馬氏體的(de)(de)高(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)和(he)強度(du)(du)，同時(shi)保(bao)留了適量的(de)(de)未溶解碳化物(wu)。第二(er)階(jie)(jie)(jie)段較低(di)的(de)(de)加熱溫度(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了降低(di)淬火應(ying)力，同時(shi)有利于表(biao)面獲得(de)高(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)(huo)階段。通過200?240℃的低(di)溫回(hui)火(huo)(huo)(huo)，淬火(huo)(huo)(huo)的馬氏體轉變為回(hui)火(huo)(huo)(huo)馬氏體，表面殘留(liu)的奧(ao)氏體分(fen)解為馬氏體。為了使殘留(liu)奧(ao)氏體的相變充分(fen)并(bing)有(you)助于消(xiao)除熱處(chu)理的應力，采(cai)用了兩次回(hui)火(huo)(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的實(shi)踐，新的滲碳(tan)(tan)復(fu)合(he)熱(re)處(chu)理工藝具(ju)有明顯(xian)的節能(neng)降耗(hao)效(xiao)(xiao)果。它可以(yi)(yi)將原始滲碳(tan)(tan)熱(re)處(chu)理的過程(cheng)周期(qi)縮(suo)短約20，將能(neng)耗(hao)至(zhi)少降低(di)10，還可以(yi)(yi)減少滲碳(tan)(tan)劑的消耗(hao)，并有效(xiao)(xiao)地減少熱(re)處(chu)理。生產(chan)成本;此(ci)外(wai)，該方法具(ju)有良好的可重(zhong)復(fu)性(xing)(xing)和(he)高質量(liang)穩定性(xing)(xing)。