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(dui)其(qi)(qi)進行(xing)滲(shen)碳和(he)淬火處理(li)以滿足其(qi)(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫(wen)(wen)度(du)(du)降至滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)(hou)的(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)，然后(hou)(hou)(hou)(hou)在保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。使用這種(zhong)方(fang)法(fa)，很容易使材料晶粒粗大(da)，變脆并給(gei)工(gong)件結構(gou)施(shi)加壓(ya)力，并且只能承載強(qiang)度(du)(du)低(di)(di)的(de)小模(mo)數(shu)齒輪。目前(qian)，生產中(zhong)(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件的(de)工(gong)藝(yi)是將爐(lu)冷(leng)卻(que)(que)至550°C，并在滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻(que)(que)，然后(hou)(hou)(hou)(hou)在爐(lu)中(zhong)(zhong)進行重新加熱(re)和淬(cui)(cui)火(huo)(huo)。因為(wei)滲(shen)碳后(hou)(hou)(hou)(hou)需要(yao)(yao)將爐(lu)子(zi)冷(leng)卻(que)(que)到(dao)一定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)越低(di)(di)，越有利(li)于減少工(gong)件表面的(de)氧化脫碳，爐(lu)子(zi)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低(di)(di)，工(gong)件的(de)冷(leng)卻(que)(que)速度(du)(du)越慢;另一方(fang)面，將工(gong)件淬(cui)(cui)火(huo)(huo)到(dao)爐(lu)中(zhong)(zhong)。為(wei)了確保淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)(hou)工(gong)件的(de)表面質量(liang)，需要(yao)(yao)一段時間來(lai)確定加熱(re)過程中(zhong)(zhong)爐(lu)氣(qi)的(de)碳勢。因此，當前(qian)的(de)熱(re)處理過程需要(yao)(yao)很長(chang)時間。

技(ji)術新工藝的(de)技(ji)術要點如(ru)下：

（1）滲(shen)碳(tan)階(jie)段。優化滲(shen)碳(tan)勢，滲(shen)碳(tan)時(shi)間(jian)和滲(shen)碳(tan)時(shi)間(jian)等工藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)速度(du)達到(dao)表面碳(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)深度(du)和滲(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)碳(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻(que)階段。隨(sui)著爐(lu)溫(wen)(wen)的(de)緩慢降(jiang)低，少量細孔(kong)滲碳(tan)(tan)體逐(zhu)漸沉淀在(zai)滲碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)層上。當(dang)它(ta)冷(leng)卻(que)到620°C以下時(shi)，它(ta)將保持(chi)恒溫(wen)(wen)。在(zai)此階段，奧氏體將轉變為珠光體，并且滲碳(tan)(tan)表(biao)面(mian)上將出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物。部(bu)分球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后的(de)淬火做準(zhun)備。等溫(wen)(wen)階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)作用(yong)主要取決于表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)含(han)量。如果表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)高，則會形成粗(cu)大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物，且球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)效果差。因(yin)此，表(biao)面(mian)碳(tan)(tan)濃度(du)必須控(kong)制在(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物熱處理技術(shu)的(de)控(kong)制點(dian)之一。

（3）淬(cui)火加(jia)(jia)(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技術的(de)(de)關(guan)鍵是將淬(cui)火和加(jia)(jia)(jia)熱(re)過程(cheng)分為兩個階段(duan)。一(yi)階段(duan)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度高(gao)達(da)840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵氧體在工(gong)件(jian)芯部的(de)(de)轉變。此(ci)時(shi)，珠光體轉變成奧氏體，并(bing)且在滲透層中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)(tan)化物(wu)溶解到奧氏體中，這(zhe)確保了(le)淬(cui)火后馬氏體的(de)(de)高(gao)硬度和強度，同時(shi)保留了(le)適(shi)量的(de)(de)未溶解碳(tan)(tan)化物(wu)。第二階段(duan)較低(di)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度為810?830℃，是為了(le)降低(di)淬(cui)火應力，同時(shi)有利于(yu)表(biao)面獲得高(gao)硬度。

（4）回(hui)(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的低(di)溫回(hui)(hui)火(huo)，淬(cui)火(huo)的馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變為(wei)回(hui)(hui)火(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)，表面殘(can)留的奧氏(shi)(shi)體(ti)分(fen)解為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留奧氏(shi)(shi)體(ti)的相變充分(fen)并有助于消(xiao)除熱處理(li)的應力(li)，采(cai)用了(le)兩次回(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多(duo)年的實踐(jian)，新的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)復(fu)合熱處(chu)理工藝具有(you)(you)明(ming)顯的節(jie)能降耗(hao)效果。它可(ke)以將原始滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)熱處(chu)理的過程周(zhou)期縮短約(yue)20，將能耗(hao)至少降低10，還可(ke)以減少滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)劑(ji)的消耗(hao)，并(bing)有(you)(you)效地減少熱處(chu)理。生產(chan)成本(ben);此外，該方法具有(you)(you)良好的可(ke)重復(fu)性和高質量穩定性。