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行(xing)滲(shen)碳和(he)淬火處理以(yi)滿(man)足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將溫度(du)降(jiang)至滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)的淬火(huo)溫度(du)，然(ran)(ran)后(hou)在(zai)保溫后(hou)直接淬火(huo)。使用這種方(fang)法，很(hen)容易使材料(liao)晶(jing)粒粗大(da)，變(bian)脆(cui)并給工(gong)(gong)件結構施加(jia)壓力，并且只能承(cheng)載強度(du)低(di)的小模(mo)數齒輪。目前(qian)，生(sheng)產中最常(chang)用的20CrMoMn鋼零件的工(gong)(gong)藝是將爐(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻(que)，然(ran)(ran)后(hou)在(zai)爐(lu)中進行重新加(jia)熱和淬火(huo)。因(yin)為滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)后(hou)需要(yao)將爐(lu)子冷(leng)卻(que)到一(yi)(yi)定溫度(du)，所以溫度(du)越低(di)，越有利于減少(shao)工(gong)(gong)件表(biao)面(mian)(mian)的氧化脫(tuo)碳(tan)(tan)，爐(lu)子溫度(du)越低(di)，工(gong)(gong)件的冷(leng)卻(que)速度(du)越慢;另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)，將工(gong)(gong)件淬火(huo)到爐(lu)中。為了確保淬火(huo)后(hou)工(gong)(gong)件的表(biao)面(mian)(mian)質量，需要(yao)一(yi)(yi)段時(shi)間來確定加(jia)熱過(guo)(guo)程中爐(lu)氣(qi)的碳(tan)(tan)勢。因(yin)此(ci)，當(dang)前(qian)的熱處理過(guo)(guo)程需要(yao)很(hen)長時(shi)間。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)等工(gong)藝參數，以更快的(de)滲(shen)碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)(du)達(da)到表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)深度(du)(du)(du)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段。隨著爐溫的(de)(de)緩慢(man)降低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀(dian)在(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面層上(shang)。當(dang)它冷(leng)卻到620°C以(yi)下時，它將保(bao)持恒溫。在(zai)此(ci)階段，奧(ao)氏(shi)體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并(bing)且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面上(shang)將出(chu)現(xian)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。部分球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨后(hou)的(de)(de)淬(cui)火做準備。等溫階段碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用主(zhu)要取(qu)決于(yu)表(biao)面碳(tan)(tan)含(han)量。如果表(biao)面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則(ze)會(hui)形成(cheng)粗大的(de)(de)網眼或(huo)大的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，且球(qiu)(qiu)化(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須(xu)控(kong)制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物(wu)熱處理技(ji)術(shu)的(de)(de)控(kong)制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)火加(jia)熱(re)階(jie)段(duan)。該(gai)階(jie)段(duan)技術(shu)的(de)(de)關鍵(jian)是將淬(cui)火和(he)加(jia)熱(re)過程分為兩(liang)個(ge)階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度高(gao)達(da)840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧體(ti)(ti)在工(gong)件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變。此時(shi)(shi)，珠(zhu)光體(ti)(ti)轉(zhuan)變成(cheng)奧(ao)氏體(ti)(ti)，并且(qie)在滲透層中(zhong)的(de)(de)一些碳(tan)化(hua)物(wu)溶解到奧(ao)氏體(ti)(ti)中(zhong)，這(zhe)確保(bao)(bao)了淬(cui)火后馬氏體(ti)(ti)的(de)(de)高(gao)硬(ying)度和(he)強度，同時(shi)(shi)保(bao)(bao)留了適量的(de)(de)未溶解碳(tan)化(hua)物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度為810?830℃，是為了降(jiang)低淬(cui)火應力，同時(shi)(shi)有利于表(biao)面(mian)獲得高(gao)硬(ying)度。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變為回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體，表面(mian)殘留(liu)(liu)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體分解為馬(ma)氏(shi)(shi)體。為了使殘留(liu)(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體的(de)相變充分并有助于消除熱(re)處理(li)的(de)應力，采用(yong)了兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)碳復合熱處(chu)理工(gong)藝具有明顯(xian)的(de)節能降耗(hao)(hao)效果。它可(ke)以(yi)將原始滲(shen)碳熱處(chu)理的(de)過程周期縮短(duan)約20，將能耗(hao)(hao)至少降低10，還可(ke)以(yi)減少滲(shen)碳劑的(de)消耗(hao)(hao)，并有效地減少熱處(chu)理。生產成本;此外，該方(fang)法具有良好的(de)可(ke)重復性和高質量穩定性。