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(yi)滿足其性(xing)能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將溫(wen)度(du)降至滲(shen)(shen)碳后(hou)的(de)(de)淬(cui)(cui)火溫(wen)度(du)，然后(hou)在(zai)保(bao)溫(wen)后(hou)直接淬(cui)(cui)火。使用這種方法，很容(rong)易使材料(liao)晶粒(li)粗大，變(bian)脆(cui)并給(gei)工件結(jie)構施加壓(ya)力(li)，并且(qie)只能承載強(qiang)度(du)低的(de)(de)小模數齒(chi)輪(lun)。目前，生(sheng)產中(zhong)(zhong)最常用的(de)(de)20CrMoMn鋼零件的(de)(de)工藝是(shi)將爐(lu)冷(leng)(leng)卻(que)(que)至550°C，并在(zai)滲(shen)(shen)碳后(hou)進(jin)(jin)行空氣冷(leng)(leng)卻(que)(que)，然后(hou)在(zai)爐(lu)中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)行重新加熱和淬(cui)(cui)火。因(yin)為滲(shen)(shen)碳后(hou)需要(yao)將爐(lu)子冷(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)一定溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越(yue)低，越(yue)有(you)利于減少工件表面(mian)的(de)(de)氧(yang)化(hua)脫碳，爐(lu)子溫(wen)度(du)越(yue)低，工件的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)速度(du)越(yue)慢;另一方面(mian)，將工件淬(cui)(cui)火到(dao)爐(lu)中(zhong)(zhong)。為了確(que)保(bao)淬(cui)(cui)火后(hou)工件的(de)(de)表面(mian)質量，需要(yao)一段時間(jian)來確(que)定加熱過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)氣的(de)(de)碳勢(shi)。因(yin)此，當前的(de)(de)熱處理過程(cheng)需要(yao)很長時間(jian)。

技術新工藝的(de)技術要點(dian)如(ru)下：

（1）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)階段。優化(hua)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)勢，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)時間(jian)等工藝參數，以更快的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)速度(du)(du)達到(dao)表面(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)深(shen)度(du)(du)和(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)層碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲碳(tan)(tan)(tan)爐(lu)冷卻階(jie)段。隨(sui)著爐(lu)溫的緩(huan)慢降低，少量細孔(kong)滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)逐(zhu)漸沉淀在滲碳(tan)(tan)(tan)表面(mian)層上。當(dang)它冷卻到620°C以(yi)下時，它將保持恒溫。在此階(jie)段，奧(ao)氏(shi)體(ti)將轉(zhuan)變(bian)為珠光體(ti)，并且滲碳(tan)(tan)(tan)表面(mian)上將出現(xian)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物。部分球(qiu)化(hua)(hua)，為隨(sui)后(hou)的淬火做準備。等溫階(jie)段碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物的球(qiu)化(hua)(hua)作(zuo)用主要取(qu)決于表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)含量。如果表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度高，則(ze)會形(xing)成(cheng)粗(cu)大的網(wang)眼(yan)或大的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物，且球(qiu)化(hua)(hua)效果差。因此，表面(mian)碳(tan)(tan)(tan)濃(nong)度必須控制(zhi)(zhi)在0.85?1.00，這(zhe)是該(gai)滲碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)合物熱處(chu)理技術的控制(zhi)(zhi)點之(zhi)一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)階(jie)段。該階(jie)段技術的(de)關鍵是將(jiang)淬火(huo)和加(jia)熱(re)(re)過程分(fen)為(wei)兩個(ge)階(jie)段。一階(jie)段的(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)高達840?860°C，這(zhe)有利(li)于(yu)鐵氧體(ti)在(zai)工件芯(xin)部(bu)的(de)轉變(bian)。此時(shi)(shi)，珠光體(ti)轉變(bian)成奧氏體(ti)，并且在(zai)滲透層中的(de)一些碳(tan)化物(wu)溶解(jie)到奧氏體(ti)中，這(zhe)確保了(le)(le)淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)高硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)，同時(shi)(shi)保留了(le)(le)適量的(de)未溶解(jie)碳(tan)化物(wu)。第二階(jie)段較低的(de)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)為(wei)810?830℃，是為(wei)了(le)(le)降(jiang)低淬火(huo)應力，同時(shi)(shi)有利(li)于(yu)表面獲得高硬(ying)度(du)(du)。

（4）回(hui)火(huo)階段。通過200?240℃的(de)低溫回(hui)火(huo)，淬火(huo)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變為回(hui)火(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分解(jie)為馬(ma)氏(shi)體(ti)。為了(le)使(shi)殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)相變充分并有助(zhu)于消(xiao)除熱處理的(de)應(ying)力，采用(yong)了(le)兩次回(hui)火(huo)。

金屬熱處理廠家經過(guo)多(duo)年的(de)(de)實踐(jian)，新的(de)(de)滲(shen)碳復合熱(re)處(chu)(chu)理工藝具有明顯的(de)(de)節能降耗效(xiao)果(guo)。它可(ke)以(yi)將原始滲(shen)碳熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)過(guo)程周期縮短約20，將能耗至少(shao)降低(di)10，還可(ke)以(yi)減少(shao)滲(shen)碳劑的(de)(de)消耗，并(bing)有效(xiao)地(di)減少(shao)熱(re)處(chu)(chu)理。生產成本;此外，該方法具有良(liang)好(hao)的(de)(de)可(ke)重復性和高(gao)質量穩定性。