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(cui)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(jiang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)的(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，然(ran)后(hou)在保溫(wen)(wen)(wen)(wen)后(hou)直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)。使用(yong)這種方法，很容(rong)易(yi)使材(cai)料(liao)晶(jing)粒粗(cu)大，變脆并給(gei)工(gong)件(jian)結構施加壓力，并且只能承(cheng)載強度(du)(du)低(di)(di)的(de)(de)小(xiao)模數齒(chi)輪(lun)。目前，生產中(zhong)最常用(yong)的(de)(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)冷(leng)卻至(zhi)550°C，并在滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)進行空氣(qi)冷(leng)卻，然(ran)后(hou)在爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)進行重新加熱和淬(cui)火(huo)(huo)。因(yin)為(wei)(wei)滲(shen)(shen)碳(tan)后(hou)需(xu)要將(jiang)爐(lu)(lu)(lu)子(zi)冷(leng)卻到一定溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，所以溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)(di)，越(yue)有利于減(jian)少工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)(lu)子(zi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)(di)，工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)越(yue)慢;另一方面(mian)，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)(huo)到爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)。為(wei)(wei)了(le)確保淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)表面(mian)質量，需(xu)要一段時間(jian)來(lai)確定加熱過程中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)氣(qi)的(de)(de)碳(tan)勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)(de)熱處(chu)理(li)過程需(xu)要很長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)時(shi)間等工藝參數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度達到表面(mian)碳(tan)(tan)濃度，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度和(he)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃度梯度。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度為(wei)900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷(leng)卻階段(duan)。隨著爐(lu)溫的(de)(de)緩慢降(jiang)低，少量(liang)細(xi)孔滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸(jian)沉淀在(zai)(zai)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)層上。當(dang)它冷(leng)卻到620°C以下時，它將(jiang)保持恒(heng)溫。在(zai)(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變為珠光體，并且滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)出現(xian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物。部(bu)分球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨后的(de)(de)淬火做準備。等(deng)溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用主要取決于表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含量(liang)。如果(guo)表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度高，則會形成粗大(da)的(de)(de)網眼或大(da)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物，且球(qiu)(qiu)化(hua)效果(guo)差(cha)。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃度必須(xu)控制在(zai)(zai)0.85?1.00，這是該滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)合物熱處(chu)理技(ji)術(shu)的(de)(de)控制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)階(jie)段。該階(jie)段技術的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵是(shi)將淬(cui)(cui)火和(he)加(jia)(jia)熱(re)過程分為(wei)兩個階(jie)段。一(yi)階(jie)段的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度高達840?860°C，這有利于(yu)鐵氧體(ti)(ti)在工件芯(xin)部的(de)(de)(de)(de)轉變(bian)。此時(shi)，珠光體(ti)(ti)轉變(bian)成奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，并且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)些碳化物溶解(jie)到奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)，這確保(bao)了(le)淬(cui)(cui)火后馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)高硬(ying)度和(he)強度，同(tong)時(shi)保(bao)留了(le)適量的(de)(de)(de)(de)未溶解(jie)碳化物。第二(er)階(jie)段較低(di)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了(le)降低(di)淬(cui)(cui)火應力，同(tong)時(shi)有利于(yu)表面獲得高硬(ying)度。

（4）回火(huo)階段。通(tong)過200?240℃的(de)(de)低溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變為(wei)回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，表面殘留(liu)(liu)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分解為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。為(wei)了使殘留(liu)(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)相變充分并有(you)助(zhu)于消除熱處理(li)的(de)(de)應(ying)力(li)，采(cai)用了兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多年的(de)(de)實(shi)踐，新(xin)的(de)(de)滲碳(tan)復合熱(re)處(chu)(chu)理工藝具有(you)明顯的(de)(de)節能(neng)降(jiang)耗效果(guo)。它可以將原始滲碳(tan)熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)過(guo)程周期縮短約(yue)20，將能(neng)耗至少(shao)(shao)降(jiang)低10，還可以減少(shao)(shao)滲碳(tan)劑的(de)(de)消耗，并有(you)效地減少(shao)(shao)熱(re)處(chu)(chu)理。生產成本(ben);此外，該方(fang)法具有(you)良好的(de)(de)可重復性(xing)和高質量穩定(ding)性(xing)。