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(yao)對(dui)其(qi)進行滲(shen)碳(tan)和淬火(huo)處理(li)以滿足其(qi)性能要(yao)求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)降至(zhi)滲碳(tan)(tan)后(hou)的(de)淬火溫(wen)度(du)，然后(hou)在保溫(wen)后(hou)直接淬火。使(shi)用這種方法，很(hen)容易使(shi)材料晶粒粗(cu)大，變脆(cui)并(bing)給(gei)工件結構施加壓力，并(bing)且(qie)只能承載強度(du)低的(de)小模數齒輪。目前，生產(chan)中(zhong)(zhong)最常用的(de)20CrMoMn鋼(gang)零(ling)件的(de)工藝(yi)是(shi)將(jiang)(jiang)(jiang)爐冷(leng)卻至(zhi)550°C，并(bing)在滲碳(tan)(tan)后(hou)進(jin)行(xing)空氣冷(leng)卻，然后(hou)在爐中(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)重(zhong)新加熱和淬火。因(yin)為(wei)滲碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)(xu)要將(jiang)(jiang)(jiang)爐子冷(leng)卻到一(yi)定溫(wen)度(du)，所以溫(wen)度(du)越低，越有利于減少工件表面(mian)(mian)的(de)氧化脫碳(tan)(tan)，爐子溫(wen)度(du)越低，工件的(de)冷(leng)卻速度(du)越慢(man);另一(yi)方面(mian)(mian)，將(jiang)(jiang)(jiang)工件淬火到爐中(zhong)(zhong)。為(wei)了確保淬火后(hou)工件的(de)表面(mian)(mian)質量，需(xu)(xu)要一(yi)段(duan)時間(jian)來確定加熱過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐氣的(de)碳(tan)(tan)勢。因(yin)此(ci)，當前的(de)熱處理過程(cheng)需(xu)(xu)要很(hen)長時間(jian)。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)時間和滲(shen)(shen)碳(tan)時間等工藝參數，以更(geng)快的滲(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)達到(dao)表面碳(tan)濃度(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)深(shen)度(du)(du)和滲(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度(du)(du)梯度(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳爐(lu)冷卻階(jie)段(duan)(duan)。隨(sui)著爐(lu)溫的(de)(de)緩(huan)慢降低，少量細孔滲(shen)碳體逐漸沉淀(dian)在(zai)滲(shen)碳表面(mian)層上(shang)。當它冷卻到620°C以下時，它將(jiang)保持恒溫。在(zai)此階(jie)段(duan)(duan)，奧氏體將(jiang)轉變(bian)為珠光體，并且滲(shen)碳表面(mian)上(shang)將(jiang)出現碳化(hua)物(wu)。部分球(qiu)(qiu)化(hua)，為隨(sui)后的(de)(de)淬火做準備。等(deng)溫階(jie)段(duan)(duan)碳化(hua)物(wu)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)作用主要(yao)取(qu)決于表面(mian)碳含量。如果表面(mian)碳濃度高，則會形(xing)成粗大的(de)(de)網眼(yan)或大的(de)(de)碳化(hua)物(wu)，且球(qiu)(qiu)化(hua)效果差(cha)。因此，表面(mian)碳濃度必須控制(zhi)在(zai)0.85?1.00，這是(shi)該(gai)滲(shen)碳化(hua)合物(wu)熱處理技術(shu)的(de)(de)控制(zhi)點之一。

（3）淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)階(jie)(jie)段。該階(jie)(jie)段技術的(de)關鍵是(shi)將(jiang)淬(cui)(cui)火和加(jia)(jia)熱(re)過程分(fen)為(wei)兩個階(jie)(jie)段。一階(jie)(jie)段的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)高達840?860°C，這有利于鐵氧體在工(gong)件芯(xin)部的(de)轉變(bian)。此時(shi)，珠光體轉變(bian)成奧氏體，并(bing)且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)一些(xie)碳化(hua)物溶解到奧氏體中(zhong)，這確保(bao)了淬(cui)(cui)火后馬氏體的(de)高硬(ying)度(du)和強度(du)，同時(shi)保(bao)留了適量(liang)的(de)未溶解碳化(hua)物。第(di)二階(jie)(jie)段較低(di)的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)了降(jiang)低(di)淬(cui)(cui)火應力，同時(shi)有利于表面獲得(de)高硬(ying)度(du)。

（4）回火(huo)階段。通過200?240℃的低溫回火(huo)，淬(cui)火(huo)的馬(ma)氏體(ti)轉變為(wei)回火(huo)馬(ma)氏體(ti)，表面殘(can)留的奧氏體(ti)分解為(wei)馬(ma)氏體(ti)。為(wei)了(le)使殘(can)留奧氏體(ti)的相變充分并有(you)助(zhu)于(yu)消除熱處理的應力，采用了(le)兩次回火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年的實踐，新的滲(shen)碳復合熱處(chu)理(li)工藝(yi)具有明顯(xian)的節能降耗效果。它可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)碳熱處(chu)理(li)的過程(cheng)周期縮短(duan)約20，將(jiang)能耗至少降低10，還可(ke)以減少滲(shen)碳劑的消耗，并有效地(di)減少熱處(chu)理(li)。生產成本;此外，該方法具有良好的可(ke)重復性和(he)高質(zhi)量(liang)穩(wen)定性。