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滲碳和淬火處理以滿足其性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)(shi)將(jiang)溫(wen)(wen)度降至滲碳(tan)后(hou)的(de)(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)溫(wen)(wen)度，然(ran)后(hou)在保溫(wen)(wen)后(hou)直接淬(cui)火(huo)。使用這種方法，很容(rong)易(yi)使材(cai)料晶(jing)粒粗大，變脆并給工件結構施加(jia)壓力，并且(qie)只能承載強(qiang)度低(di)的(de)(de)(de)(de)小模數齒(chi)輪。目前，生產(chan)中最常(chang)用的(de)(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)(de)(de)工藝是(shi)(shi)將(jiang)爐(lu)冷卻(que)至550°C，并在滲碳(tan)后(hou)進行空氣(qi)冷卻(que)，然(ran)后(hou)在爐(lu)中進行重新加(jia)熱(re)(re)和淬(cui)火(huo)。因(yin)為滲碳(tan)后(hou)需要將(jiang)爐(lu)子(zi)冷卻(que)到一(yi)定溫(wen)(wen)度，所以(yi)溫(wen)(wen)度越(yue)低(di)，越(yue)有利(li)于減少(shao)工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)脫碳(tan)，爐(lu)子(zi)溫(wen)(wen)度越(yue)低(di)，工件的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)速度越(yue)慢;另一(yi)方面(mian)，將(jiang)工件淬(cui)火(huo)到爐(lu)中。為了確保淬(cui)火(huo)后(hou)工件的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)質量，需要一(yi)段時間來(lai)確定加(jia)熱(re)(re)過程中爐(lu)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處理過程需要很長時間。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下(xia)：

（1）滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)階段。優(you)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)等工藝參數，以更快的滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度(du)(du)達到表(biao)面碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)深度(du)(du)和滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)層碳(tan)(tan)(tan)濃度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)爐(lu)冷(leng)卻(que)階段。隨著爐(lu)溫的(de)緩慢降(jiang)低，少量(liang)細孔滲(shen)碳(tan)體(ti)逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)層上。當它冷(leng)卻(que)到620°C以(yi)下時，它將(jiang)保持恒(heng)溫。在此(ci)階段，奧氏體(ti)將(jiang)轉變(bian)為(wei)珠光體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上將(jiang)出(chu)現碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)。部(bu)分球化(hua)，為(wei)隨后(hou)的(de)淬火(huo)做準備。等溫階段碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)球化(hua)作(zuo)用(yong)主(zhu)要取決于(yu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)含量(liang)。如果(guo)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)(du)高，則會形成(cheng)粗大的(de)網眼(yan)或大的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)，且球化(hua)效(xiao)果(guo)差。因此(ci)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)碳(tan)濃度(du)(du)必須(xu)控制在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)熱處理技術的(de)控制點之一。

（3）淬(cui)火加(jia)熱階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)。該(gai)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)技術的(de)關鍵是(shi)將淬(cui)火和加(jia)熱過程分為兩(liang)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)。一階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)的(de)加(jia)熱溫度(du)高達840?860°C，這有(you)利于鐵氧體(ti)(ti)在(zai)工件(jian)芯(xin)部的(de)轉(zhuan)變。此時，珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，并且在(zai)滲透層中的(de)一些(xie)碳化(hua)物(wu)溶解到奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中，這確保了(le)淬(cui)火后馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)高硬(ying)度(du)和強(qiang)度(du)，同時保留(liu)了(le)適量的(de)未溶解碳化(hua)物(wu)。第(di)二階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)較低的(de)加(jia)熱溫度(du)為810?830℃，是(shi)為了(le)降(jiang)低淬(cui)火應力，同時有(you)利于表面獲得高硬(ying)度(du)。

（4）回(hui)(hui)火(huo)階段。通過(guo)200?240℃的(de)(de)(de)低溫回(hui)(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變為回(hui)(hui)火(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。為了使(shi)殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)相變充分(fen)并有(you)助于消(xiao)除(chu)熱處理的(de)(de)(de)應(ying)力，采用(yong)了兩(liang)次回(hui)(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的實踐，新的滲(shen)碳(tan)復合熱(re)處理工藝具有明顯的節能降耗效果。它可(ke)以將(jiang)原(yuan)始(shi)滲(shen)碳(tan)熱(re)處理的過程周期縮短約(yue)20，將(jiang)能耗至少降低(di)10，還可(ke)以減少滲(shen)碳(tan)劑的消耗，并有效地(di)減少熱(re)處理。生產(chan)成本(ben);此外，該方法具有良(liang)好的可(ke)重復性和高質(zhi)量(liang)穩定性。