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)進行滲碳和淬火處理(li)以滿足其(qi)(qi)性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是將(jiang)溫度降至滲碳(tan)后(hou)(hou)的(de)淬火(huo)溫度，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)保(bao)溫后(hou)(hou)直(zhi)接淬火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很容(rong)易使材料晶粒粗大(da)，變脆(cui)并給工(gong)件結構施加(jia)壓力，并且只能承載強(qiang)度低的(de)小模數齒輪。目前，生產中(zhong)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)20CrMoMn鋼零件的(de)工(gong)藝是將(jiang)爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)至550°C，并在(zai)滲碳(tan)后(hou)(hou)進行空氣冷(leng)卻(que)，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)進行重(zhong)新加(jia)熱和淬火(huo)。因為(wei)滲碳(tan)后(hou)(hou)需要(yao)將(jiang)爐(lu)(lu)子冷(leng)卻(que)到一定(ding)溫度，所以溫度越(yue)低，越(yue)有利于減少(shao)工(gong)件表面(mian)(mian)的(de)氧(yang)化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)(lu)子溫度越(yue)低，工(gong)件的(de)冷(leng)卻(que)速度越(yue)慢;另一方(fang)面(mian)(mian)，將(jiang)工(gong)件淬火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)。為(wei)了確保(bao)淬火(huo)后(hou)(hou)工(gong)件的(de)表面(mian)(mian)質量，需要(yao)一段時間(jian)來(lai)確定(ding)加(jia)熱過(guo)程中(zhong)爐(lu)(lu)氣的(de)碳(tan)勢。因此(ci)，當前的(de)熱處理過(guo)程需要(yao)很長時間(jian)。

技術新(xin)工藝的技術要點如下：

（1）滲碳(tan)階段。優化(hua)滲碳(tan)勢，滲碳(tan)時(shi)間和滲碳(tan)時(shi)間等工藝參數(shu)，以更快(kuai)的(de)滲碳(tan)速(su)度達(da)到表面碳(tan)濃(nong)度，滲碳(tan)深度和滲碳(tan)層碳(tan)濃(nong)度梯度。滲碳(tan)溫度為(wei)900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)爐(lu)(lu)冷(leng)卻階段。隨著爐(lu)(lu)溫(wen)的(de)(de)緩慢降低，少量細(xi)孔滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)體逐漸(jian)沉淀在滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)層上。當(dang)它(ta)(ta)冷(leng)卻到620°C以下時(shi)，它(ta)(ta)將(jiang)(jiang)保(bao)持恒(heng)溫(wen)。在此(ci)階段，奧氏體將(jiang)(jiang)轉(zhuan)變(bian)為(wei)珠(zhu)光體，并且滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)上將(jiang)(jiang)出現碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)。部分球化(hua)(hua)，為(wei)隨后的(de)(de)淬火做準(zhun)備(bei)。等(deng)溫(wen)階段碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)球化(hua)(hua)作(zuo)用主要取決于表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含量。如(ru)果(guo)(guo)表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)高(gao)，則會形(xing)成(cheng)粗大的(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)，且球化(hua)(hua)效果(guo)(guo)差。因此(ci)，表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須控(kong)制在0.85?1.00，這是該(gai)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)合物(wu)熱處理技(ji)術的(de)(de)控(kong)制點之(zhi)一。

（3）淬(cui)火加熱階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)是將(jiang)淬(cui)火和加熱過(guo)程(cheng)分為(wei)(wei)兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)加熱溫(wen)度高(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于鐵氧體(ti)在(zai)工件芯(xin)部的(de)(de)(de)(de)轉變(bian)。此時，珠光體(ti)轉變(bian)成(cheng)奧氏體(ti)，并且在(zai)滲(shen)透層中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一些碳(tan)(tan)化物溶解(jie)(jie)到奧氏體(ti)中(zhong)，這(zhe)確保了淬(cui)火后馬氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)高(gao)硬(ying)度和強度，同時保留(liu)了適量的(de)(de)(de)(de)未溶解(jie)(jie)碳(tan)(tan)化物。第二階(jie)段(duan)較低的(de)(de)(de)(de)加熱溫(wen)度為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了降低淬(cui)火應力，同時有利于表面獲得高(gao)硬(ying)度。

（4）回(hui)火階段。通(tong)過200?240℃的(de)低溫(wen)回(hui)火，淬火的(de)馬(ma)氏體轉變(bian)為(wei)(wei)回(hui)火馬(ma)氏體，表(biao)面殘留的(de)奧氏體分解為(wei)(wei)馬(ma)氏體。為(wei)(wei)了使(shi)殘留奧氏體的(de)相變(bian)充分并有助于消除熱處(chu)理的(de)應力，采用了兩次(ci)回(hui)火。

金屬熱處理廠家經過(guo)多(duo)年的(de)實踐，新的(de)滲碳(tan)(tan)(tan)復合熱(re)(re)處理工藝具(ju)有(you)(you)(you)明顯的(de)節能(neng)降耗效果(guo)。它可以(yi)將(jiang)原始滲碳(tan)(tan)(tan)熱(re)(re)處理的(de)過(guo)程(cheng)周期縮短(duan)約20，將(jiang)能(neng)耗至(zhi)少降低(di)10，還可以(yi)減(jian)少滲碳(tan)(tan)(tan)劑的(de)消耗，并有(you)(you)(you)效地減(jian)少熱(re)(re)處理。生產成(cheng)本;此(ci)外，該方法(fa)具(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好的(de)可重復性和高質量穩定性。