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(xing)滲碳和淬(cui)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將溫(wen)度(du)降(jiang)至滲(shen)碳后(hou)(hou)的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)，然后(hou)(hou)在保溫(wen)后(hou)(hou)直接淬(cui)火(huo)(huo)。使(shi)用這種方法(fa)，很(hen)(hen)容易(yi)使(shi)材料(liao)晶粒(li)粗大，變脆并(bing)(bing)給工(gong)件(jian)結(jie)構施加壓力，并(bing)(bing)且(qie)只能承載強度(du)低的(de)(de)(de)小模數齒輪。目前，生(sheng)產中最常用的(de)(de)(de)20CrMoMn鋼零件(jian)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)是將爐冷(leng)卻至550°C，并(bing)(bing)在滲(shen)碳后(hou)(hou)進(jin)行(xing)空氣(qi)冷(leng)卻，然后(hou)(hou)在爐中進(jin)行(xing)重新加熱(re)和淬(cui)火(huo)(huo)。因為滲(shen)碳后(hou)(hou)需(xu)要將爐子冷(leng)卻到(dao)一(yi)定溫(wen)度(du)，所(suo)以溫(wen)度(du)越低，越有利于減(jian)少(shao)工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)氧化脫碳，爐子溫(wen)度(du)越低，工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)冷(leng)卻速度(du)越慢;另一(yi)方面(mian)，將工(gong)件(jian)淬(cui)火(huo)(huo)到(dao)爐中。為了確保淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)的(de)(de)(de)表面(mian)質(zhi)量，需(xu)要一(yi)段時間來確定加熱(re)過程中爐氣(qi)的(de)(de)(de)碳勢。因此，當(dang)前的(de)(de)(de)熱(re)處理過程需(xu)要很(hen)(hen)長時間。

技術(shu)新工(gong)藝的技術(shu)要點(dian)如下：

（1）滲(shen)碳階(jie)段(duan)。優化滲(shen)碳勢，滲(shen)碳時(shi)(shi)間和滲(shen)碳時(shi)(shi)間等工(gong)藝參數，以(yi)更快(kuai)的滲(shen)碳速度(du)達到表(biao)面(mian)碳濃度(du)，滲(shen)碳深度(du)和滲(shen)碳層碳濃度(du)梯度(du)。滲(shen)碳溫度(du)為900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻(que)(que)階段。隨(sui)(sui)著爐溫的緩慢降低，少量細(xi)孔滲(shen)碳(tan)(tan)體(ti)逐漸沉淀在(zai)(zai)滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面層上。當它冷(leng)卻(que)(que)到(dao)620°C以下(xia)時，它將保持恒溫。在(zai)(zai)此階段，奧氏體(ti)將轉變為珠光體(ti)，并且滲(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面上將出(chu)現碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)。部(bu)分球(qiu)化(hua)(hua)(hua)，為隨(sui)(sui)后的淬火做準備。等溫階段碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的球(qiu)化(hua)(hua)(hua)作用主要取決于表(biao)面碳(tan)(tan)含(han)量。如(ru)果表(biao)面碳(tan)(tan)濃度高，則會形成粗(cu)大(da)的網眼或大(da)的碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，且球(qiu)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果差。因(yin)此，表(biao)面碳(tan)(tan)濃度必須控制在(zai)(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)熱(re)處理技術(shu)的控制點(dian)之一。

（3）淬(cui)(cui)火(huo)(huo)加熱(re)階段(duan)(duan)。該階段(duan)(duan)技(ji)術的關鍵是(shi)將淬(cui)(cui)火(huo)(huo)和加熱(re)過程(cheng)分為(wei)(wei)兩個階段(duan)(duan)。一階段(duan)(duan)的加熱(re)溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有利(li)于鐵氧(yang)體(ti)(ti)在(zai)工件芯部的轉變。此時，珠光體(ti)(ti)轉變成奧氏體(ti)(ti)，并(bing)且在(zai)滲(shen)透層中(zhong)的一些碳化物溶(rong)解(jie)到奧氏體(ti)(ti)中(zhong)，這確保了(le)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后馬氏體(ti)(ti)的高(gao)硬度(du)和強度(du)，同時保留了(le)適量的未(wei)溶(rong)解(jie)碳化物。第二階段(duan)(duan)較(jiao)低的加熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)810?830℃，是(shi)為(wei)(wei)了(le)降(jiang)低淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應力，同時有利(li)于表面獲得(de)高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)(hui)火階段。通(tong)過200?240℃的(de)低溫回(hui)(hui)火，淬火的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變為(wei)回(hui)(hui)火馬氏(shi)體(ti)，表面殘(can)留(liu)的(de)奧氏(shi)體(ti)分(fen)解為(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)了使殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)相變充(chong)分(fen)并有助于(yu)消除(chu)熱(re)處理的(de)應力，采用了兩次回(hui)(hui)火。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年(nian)的(de)(de)(de)實踐，新的(de)(de)(de)滲碳復(fu)(fu)合熱(re)(re)處理工藝(yi)具有(you)明顯的(de)(de)(de)節能(neng)降(jiang)耗(hao)效果。它可以將(jiang)原始滲碳熱(re)(re)處理的(de)(de)(de)過程周期縮短約(yue)20，將(jiang)能(neng)耗(hao)至少降(jiang)低10，還可以減少滲碳劑的(de)(de)(de)消耗(hao)，并有(you)效地減少熱(re)(re)處理。生產成本(ben);此外，該方法具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)可重(zhong)復(fu)(fu)性和高質量穩定性。