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(qi)進行滲(shen)碳和淬火處理以滿足其(qi)性能(neng)要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)降至(zhi)滲碳(tan)后(hou)的(de)淬(cui)火溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)，然后(hou)在(zai)保溫(wen)后(hou)直(zhi)接淬(cui)火。使用這種方法，很容(rong)易(yi)使材料(liao)晶粒粗大，變脆并(bing)給工(gong)件(jian)(jian)結構施加壓力，并(bing)且只能承載強度(du)(du)(du)(du)(du)低(di)的(de)小模數齒輪(lun)。目前，生產中最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)(jian)的(de)工(gong)藝是(shi)將(jiang)(jiang)爐(lu)冷(leng)卻至(zhi)550°C，并(bing)在(zai)滲碳(tan)后(hou)進行空氣冷(leng)卻，然后(hou)在(zai)爐(lu)中進行重新加熱和淬(cui)火。因(yin)為滲碳(tan)后(hou)需要(yao)將(jiang)(jiang)爐(lu)子冷(leng)卻到一定溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)，所以(yi)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于減少工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)氧化(hua)脫(tuo)碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)(jian)的(de)冷(leng)卻速度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)慢(man);另一方面(mian)，將(jiang)(jiang)工(gong)件(jian)(jian)淬(cui)火到爐(lu)中。為了(le)確保淬(cui)火后(hou)工(gong)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)質(zhi)量，需要(yao)一段時(shi)間來確定加熱過程中爐(lu)氣的(de)碳(tan)勢(shi)。因(yin)此，當前的(de)熱處理過程需要(yao)很長時(shi)間。

技術新工藝的技術要點如下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快(kuai)的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達到表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層(ceng)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫(wen)度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻(que)階(jie)(jie)段。隨(sui)著爐(lu)溫(wen)(wen)(wen)的緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)層(ceng)上(shang)。當(dang)它冷(leng)卻(que)到620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫(wen)(wen)(wen)。在(zai)此階(jie)(jie)段，奧氏體將(jiang)轉變為珠光體，并且(qie)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物。部分(fen)球化(hua)，為隨(sui)后(hou)的淬火做(zuo)準備。等溫(wen)(wen)(wen)階(jie)(jie)段碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物的球化(hua)作(zuo)用主要取(qu)決于表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度高，則(ze)會形(xing)成(cheng)粗大(da)的網眼或大(da)的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物，且(qie)球化(hua)效果差。因此，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃度必須控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)合物熱處理(li)技術的控(kong)制(zhi)點之(zhi)一(yi)。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)加熱(re)階段。該階段技術的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)將淬(cui)(cui)火(huo)和加熱(re)過程分為(wei)兩(liang)個階段。一(yi)階段的(de)加熱(re)溫(wen)度(du)(du)高(gao)達840?860°C，這有利于(yu)鐵氧體(ti)在(zai)工(gong)件芯部的(de)轉變。此時(shi)，珠光體(ti)轉變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)，并且在(zai)滲(shen)透層中(zhong)(zhong)的(de)一(yi)些碳化(hua)(hua)物溶(rong)解(jie)到(dao)奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)，這確保了(le)(le)淬(cui)(cui)火(huo)后馬氏(shi)體(ti)的(de)高(gao)硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)，同(tong)時(shi)保留了(le)(le)適量的(de)未溶(rong)解(jie)碳化(hua)(hua)物。第二階段較低的(de)加熱(re)溫(wen)度(du)(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)(le)降低淬(cui)(cui)火(huo)應力，同(tong)時(shi)有利于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)(du)。

（4）回(hui)火階(jie)段(duan)。通過(guo)200?240℃的低溫回(hui)火，淬火的馬氏(shi)體(ti)轉變為(wei)(wei)回(hui)火馬氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留的奧氏(shi)體(ti)分解為(wei)(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)(wei)了(le)使殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的相變充(chong)分并有助于消除熱處理的應力，采用了(le)兩(liang)次(ci)回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳(tan)復合熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝具(ju)有明顯的(de)(de)節(jie)能降耗(hao)效果(guo)。它可(ke)以(yi)將原始滲(shen)碳(tan)熱(re)(re)處理(li)的(de)(de)過程周期(qi)縮短約(yue)20，將能耗(hao)至(zhi)少(shao)降低10，還可(ke)以(yi)減少(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)(de)消耗(hao)，并(bing)有效地減少(shao)熱(re)(re)處理(li)。生產成本;此外，該方法(fa)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)可(ke)重復性和高質量(liang)穩定性。