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(xu)要(yao)對(dui)其進行(xing)滲碳和淬火處理(li)以滿足其性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度(du)(du)(du)降至滲(shen)碳(tan)后(hou)的(de)淬(cui)(cui)火(huo)溫度(du)(du)(du)，然后(hou)在(zai)保(bao)溫后(hou)直接淬(cui)(cui)火(huo)。使(shi)用這種方法，很容易(yi)使(shi)材料晶粒粗大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)結構施加(jia)壓力，并(bing)(bing)且只(zhi)能(neng)承載強度(du)(du)(du)低(di)的(de)小模數齒輪。目前，生產中(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零件(jian)的(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并(bing)(bing)在(zai)滲(shen)碳(tan)后(hou)進(jin)行空氣(qi)(qi)冷(leng)卻(que)，然后(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進(jin)行重新加(jia)熱(re)和淬(cui)(cui)火(huo)。因為滲(shen)碳(tan)后(hou)需要將(jiang)爐(lu)(lu)子冷(leng)卻(que)到一(yi)定溫度(du)(du)(du)，所以溫度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，越(yue)有利于(yu)減少工(gong)件(jian)表面的(de)氧化脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫度(du)(du)(du)越(yue)低(di)，工(gong)件(jian)的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)(du)(du)越(yue)慢(man);另一(yi)方面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)。為了確保(bao)淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)工(gong)件(jian)的(de)表面質量，需要一(yi)段(duan)時間(jian)來確定加(jia)熱(re)過程中(zhong)爐(lu)(lu)氣(qi)(qi)的(de)碳(tan)勢(shi)。因此(ci)，當前的(de)熱(re)處理過程需要很長時間(jian)。

技術新工藝的技術要點(dian)如下：

（1）滲碳(tan)階段。優化滲碳(tan)勢，滲碳(tan)時間和滲碳(tan)時間等工藝參數，以更快(kuai)的滲碳(tan)速度(du)達到表(biao)面碳(tan)濃度(du)，滲碳(tan)深度(du)和滲碳(tan)層碳(tan)濃度(du)梯度(du)。滲碳(tan)溫度(du)為(wei)900℃。

（2）滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段(duan)。隨著爐溫的(de)緩慢(man)降低，少量細孔滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷(leng)卻到620°C以(yi)下時，它將(jiang)保持恒溫。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏體將(jiang)轉(zhuan)變(bian)為珠光體，并且滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上將(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物。部分球化(hua)(hua)(hua)，為隨后的(de)淬火做準備。等溫階段(duan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)球化(hua)(hua)(hua)作用主要取決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如果表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則(ze)會形成粗大的(de)網眼或大的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物，且球化(hua)(hua)(hua)效果差。因此(ci)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物熱處理技術(shu)的(de)控制(zhi)點之一(yi)。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)階段(duan)。該階段(duan)技(ji)術的(de)(de)關鍵是(shi)(shi)將(jiang)淬火(huo)和(he)加(jia)熱(re)過程分為兩個階段(duan)。一(yi)階段(duan)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度高(gao)達840?860°C，這有(you)利(li)于(yu)鐵(tie)氧(yang)體在工件芯部的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)。此時(shi)，珠光體轉(zhuan)變(bian)成奧氏(shi)體，并且在滲透層(ceng)中的(de)(de)一(yi)些碳(tan)(tan)化物溶解到奧氏(shi)體中，這確保了淬火(huo)后(hou)馬氏(shi)體的(de)(de)高(gao)硬度和(he)強度，同(tong)時(shi)保留了適量的(de)(de)未溶解碳(tan)(tan)化物。第二階段(duan)較低(di)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度為810?830℃，是(shi)(shi)為了降低(di)淬火(huo)應力(li)，同(tong)時(shi)有(you)利(li)于(yu)表面獲得高(gao)硬度。

（4）回火階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)低溫回火，淬(cui)火的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)為(wei)回火馬氏體(ti)(ti)，表面殘(can)(can)留的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)(can)留奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)相變(bian)(bian)充分(fen)并有助于消除熱處理的(de)(de)應力(li)，采用了(le)兩次回火。

金屬熱處理廠家(jia)經過(guo)多(duo)年(nian)的(de)(de)實(shi)踐，新(xin)的(de)(de)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)復合熱(re)處理工藝具有(you)明顯的(de)(de)節能降(jiang)耗效果。它可以(yi)將(jiang)原(yuan)始滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)熱(re)處理的(de)(de)過(guo)程周期(qi)縮短(duan)約20，將(jiang)能耗至(zhi)少降(jiang)低10，還可以(yi)減少滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)劑的(de)(de)消(xiao)耗，并有(you)效地(di)減少熱(re)處理。生(sheng)產成(cheng)本;此(ci)外，該(gai)方法具有(you)良(liang)好的(de)(de)可重復性和高(gao)質量穩定(ding)性。