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)進行滲碳和淬火處理以滿足其(qi)性(xing)能(neng)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(zhi)滲碳(tan)后(hou)(hou)的淬火溫(wen)(wen)度(du)(du)，然后(hou)(hou)在保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)直接(jie)淬火。使(shi)(shi)用(yong)這種方(fang)法，很容易使(shi)(shi)材料晶(jing)粒粗大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)(gong)件(jian)結構施(shi)加壓力，并(bing)(bing)且只能(neng)承(cheng)載強(qiang)度(du)(du)低(di)(di)的小模數齒輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最常用(yong)的20CrMoMn鋼零件(jian)的工(gong)(gong)藝是將爐(lu)冷卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)(bing)在滲碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣冷卻(que)，然后(hou)(hou)在爐(lu)中(zhong)(zhong)進行重新(xin)加熱(re)和淬火。因為滲碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將爐(lu)子冷卻(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)(di)，越(yue)有(you)利于減少工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面(mian)的氧化脫碳(tan)，爐(lu)子溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)(di)，工(gong)(gong)件(jian)的冷卻(que)速度(du)(du)越(yue)慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將工(gong)(gong)件(jian)淬火到爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了確保(bao)淬火后(hou)(hou)工(gong)(gong)件(jian)的表(biao)面(mian)質量，需要(yao)一(yi)段時間來(lai)確定加熱(re)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)爐(lu)氣的碳(tan)勢。因此，當前的熱(re)處理過(guo)(guo)程需要(yao)很長時間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)時間(jian)等(deng)工藝參數(shu)，以更快的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)達到表面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深(shen)度(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)梯度(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻階段(duan)。隨著爐溫的緩慢降(jiang)低，少量(liang)細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉(chen)淀在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面層上。當它冷卻到620°C以下(xia)時，它將保(bao)持恒溫。在(zai)此階段(duan)，奧氏(shi)體將轉變為珠光體，并(bing)且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)表面上將出現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分球化(hua)(hua)，為隨后(hou)的淬火做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的球化(hua)(hua)作用(yong)主要取(qu)決于表面碳(tan)(tan)含(han)量(liang)。如果表面碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)高，則會(hui)形成(cheng)粗大的網眼或大的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球化(hua)(hua)效果差。因(yin)此，表面碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)必須控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技(ji)術的控制(zhi)點之(zhi)一。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的關鍵(jian)是將淬(cui)(cui)火和(he)加(jia)(jia)熱(re)過(guo)程分為(wei)兩(liang)個階(jie)段(duan)。一(yi)(yi)階(jie)段(duan)的加(jia)(jia)熱(re)溫度高達840?860°C，這有(you)利于(yu)鐵氧(yang)體在(zai)工(gong)件芯部的轉變。此時，珠光體轉變成奧氏體，并且(qie)在(zai)滲(shen)透層中的一(yi)(yi)些碳化物溶解到(dao)奧氏體中，這確保(bao)了(le)淬(cui)(cui)火后馬氏體的高硬度和(he)強度，同(tong)時保(bao)留了(le)適量的未溶解碳化物。第二(er)階(jie)段(duan)較低(di)的加(jia)(jia)熱(re)溫度為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)降低(di)淬(cui)(cui)火應(ying)力，同(tong)時有(you)利于(yu)表面(mian)獲得高硬度。

（4）回(hui)火階段。通過200?240℃的(de)低(di)溫回(hui)火，淬(cui)火的(de)馬氏(shi)體轉變(bian)(bian)為(wei)回(hui)火馬氏(shi)體，表面(mian)殘(can)留的(de)奧(ao)氏(shi)體分(fen)解為(wei)馬氏(shi)體。為(wei)了(le)(le)使殘(can)留奧(ao)氏(shi)體的(de)相變(bian)(bian)充分(fen)并有助于消除熱處(chu)理的(de)應力，采(cai)用了(le)(le)兩次回(hui)火。

金屬熱處理廠家經(jing)過多年的(de)(de)實踐，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱處理(li)工藝(yi)具有明顯(xian)的(de)(de)節能降(jiang)耗效果(guo)。它可(ke)(ke)以將原始滲(shen)碳熱處理(li)的(de)(de)過程周期縮短約20，將能耗至少(shao)降(jiang)低10，還可(ke)(ke)以減(jian)少(shao)滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并有效地(di)減(jian)少(shao)熱處理(li)。生產成本(ben);此外(wai)，該方法具有良(liang)好的(de)(de)可(ke)(ke)重復性和高質(zhi)量(liang)穩定性。