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(qi)進行滲(shen)碳和淬火處理以滿足其(qi)性能要求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫度(du)(du)降至(zhi)滲碳(tan)后(hou)的(de)淬火(huo)溫度(du)(du)，然后(hou)在(zai)保溫后(hou)直接(jie)淬火(huo)。使(shi)用這種方法(fa)，很容易使(shi)材料晶粒粗大，變脆并(bing)給工件(jian)(jian)(jian)(jian)結(jie)構施(shi)加壓力，并(bing)且只能承載強度(du)(du)低的(de)小模數齒(chi)輪。目前(qian)，生產中(zhong)最(zui)常(chang)用的(de)20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)工藝是將爐(lu)(lu)冷卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)在(zai)滲碳(tan)后(hou)進行空氣(qi)冷卻(que)，然后(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進行重新加熱(re)和淬火(huo)。因為滲碳(tan)后(hou)需要將爐(lu)(lu)子冷卻(que)到一定(ding)溫度(du)(du)，所以溫度(du)(du)越低，越有利(li)于減(jian)少工件(jian)(jian)(jian)(jian)表(biao)面(mian)的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫度(du)(du)越低，工件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)冷卻(que)速度(du)(du)越慢;另一方面(mian)，將工件(jian)(jian)(jian)(jian)淬火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確保淬火(huo)后(hou)工件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)表(biao)面(mian)質量，需要一段時(shi)間來確定(ding)加熱(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)氣(qi)的(de)碳(tan)勢。因此，當前(qian)的(de)熱(re)處理(li)過程需要很長時(shi)間。

技術新工藝的技術要(yao)點(dian)如下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間等工藝參數，以更快(kuai)的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)達到表面碳(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)深度(du)和滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階(jie)段。隨(sui)著爐溫的緩慢降低，少(shao)量(liang)細孔滲碳(tan)(tan)體逐漸沉(chen)淀在滲碳(tan)(tan)表面(mian)層上。當它冷(leng)卻到620°C以下時，它將保持恒溫。在此階(jie)段，奧氏體將轉變為珠光體，并且(qie)滲碳(tan)(tan)表面(mian)上將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物。部(bu)分球化(hua)(hua)，為隨(sui)后的淬火做準備(bei)。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物的球化(hua)(hua)作(zuo)用主要(yao)取決(jue)于表面(mian)碳(tan)(tan)含量(liang)。如果表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度高，則會形(xing)成粗(cu)大的網眼(yan)或(huo)大的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物，且(qie)球化(hua)(hua)效果差。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度必須(xu)控(kong)制在0.85?1.00，這(zhe)是該滲碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物熱處理技(ji)術(shu)的控(kong)制點之(zhi)一。

（3）淬火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技術的(de)關鍵是將淬火(huo)(huo)和(he)加(jia)(jia)熱(re)(re)過程(cheng)分為(wei)兩(liang)個階段(duan)(duan)。一(yi)(yi)階段(duan)(duan)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)高(gao)達840?860°C，這有利(li)于鐵氧體(ti)(ti)(ti)在(zai)工件(jian)芯部的(de)轉(zhuan)變。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變成奧氏體(ti)(ti)(ti)，并(bing)且在(zai)滲(shen)透(tou)層(ceng)中(zhong)的(de)一(yi)(yi)些碳化物(wu)(wu)溶解到奧氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)，這確保了(le)淬火(huo)(huo)后馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)高(gao)硬(ying)度(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)，同時(shi)保留(liu)了(le)適(shi)量的(de)未溶解碳化物(wu)(wu)。第二階段(duan)(duan)較低的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低淬火(huo)(huo)應力(li)，同時(shi)有利(li)于表面獲得高(gao)硬(ying)度(du)(du)。

（4）回火階段。通過200?240℃的低(di)溫回火，淬火的馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變為回火馬氏(shi)體(ti)(ti)，表面殘留的奧氏(shi)體(ti)(ti)分解為馬氏(shi)體(ti)(ti)。為了(le)使殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)的相變充分并有助(zhu)于(yu)消除熱處理的應力(li)，采(cai)用了(le)兩次回火。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的(de)實踐，新的(de)滲碳(tan)復合熱處理(li)工藝具有(you)(you)明顯的(de)節(jie)能降耗效(xiao)(xiao)果。它可(ke)以將(jiang)原始滲碳(tan)熱處理(li)的(de)過程周期縮短約20，將(jiang)能耗至少(shao)降低(di)10，還可(ke)以減少(shao)滲碳(tan)劑(ji)的(de)消耗，并有(you)(you)效(xiao)(xiao)地減少(shao)熱處理(li)。生(sheng)產成本(ben);此外(wai)，該方法具有(you)(you)良好的(de)可(ke)重復性和高質量(liang)穩定性。