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(qi)進行(xing)滲碳和(he)淬火處理以(yi)滿足其(qi)性能要求。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫度(du)(du)(du)降至(zhi)滲碳(tan)(tan)后(hou)的淬火溫度(du)(du)(du)，然(ran)后(hou)在保溫后(hou)直接淬火。使(shi)(shi)用這(zhe)種方(fang)法(fa)，很容易使(shi)(shi)材料(liao)晶粒(li)粗(cu)大，變脆并(bing)給工件(jian)(jian)(jian)結構施加壓(ya)力(li)，并(bing)且(qie)只能承載強(qiang)度(du)(du)(du)低的小模數齒輪。目前(qian)，生產中(zhong)最常用的20CrMoMn鋼零件(jian)(jian)(jian)的工藝是(shi)將(jiang)爐冷(leng)卻(que)至(zhi)550°C，并(bing)在滲碳(tan)(tan)后(hou)進(jin)行空氣冷(leng)卻(que)，然(ran)后(hou)在爐中(zhong)進(jin)行重新加熱(re)和淬火。因為(wei)(wei)滲碳(tan)(tan)后(hou)需(xu)要(yao)將(jiang)爐子冷(leng)卻(que)到一(yi)定(ding)(ding)溫度(du)(du)(du)，所以溫度(du)(du)(du)越低，越有利于減少工件(jian)(jian)(jian)表面(mian)的氧(yang)化脫(tuo)碳(tan)(tan)，爐子溫度(du)(du)(du)越低，工件(jian)(jian)(jian)的冷(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)(du)越慢;另一(yi)方(fang)面(mian)，將(jiang)工件(jian)(jian)(jian)淬火到爐中(zhong)。為(wei)(wei)了確保淬火后(hou)工件(jian)(jian)(jian)的表面(mian)質量(liang)，需(xu)要(yao)一(yi)段時間(jian)來確定(ding)(ding)加熱(re)過程(cheng)中(zhong)爐氣的碳(tan)(tan)勢。因此(ci)，當(dang)前(qian)的熱(re)處理過程(cheng)需(xu)要(yao)很長時間(jian)。

技術(shu)新工藝的技術(shu)要點如下：

（1）滲(shen)碳(tan)階段。優化滲(shen)碳(tan)勢，滲(shen)碳(tan)時(shi)間和(he)滲(shen)碳(tan)時(shi)間等(deng)工藝參數，以(yi)更快的滲(shen)碳(tan)速(su)度達到表面碳(tan)濃度，滲(shen)碳(tan)深度和(he)滲(shen)碳(tan)層碳(tan)濃度梯度。滲(shen)碳(tan)溫度為(wei)900℃。

（2）滲(shen)碳(tan)(tan)爐冷卻(que)階(jie)段(duan)。隨著爐溫(wen)的緩慢降(jiang)低，少量細孔滲(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在滲(shen)碳(tan)(tan)表面層上(shang)。當它冷卻(que)到620°C以下時，它將保持恒溫(wen)。在此(ci)階(jie)段(duan)，奧氏體將轉變為珠光(guang)體，并且(qie)滲(shen)碳(tan)(tan)表面上(shang)將出現碳(tan)(tan)化物。部分球化，為隨后的淬火做(zuo)準備。等溫(wen)階(jie)段(duan)碳(tan)(tan)化物的球化作用主要(yao)取(qu)決于表面碳(tan)(tan)含量。如果表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)高，則會(hui)形成(cheng)粗(cu)大(da)的網(wang)眼或大(da)的碳(tan)(tan)化物，且(qie)球化效果差(cha)。因此(ci)，表面碳(tan)(tan)濃(nong)度(du)必須控制(zhi)在0.85?1.00，這是該滲(shen)碳(tan)(tan)化合物熱處(chu)理(li)技術的控制(zhi)點之一。

（3）淬火加熱(re)階(jie)段(duan)。該階(jie)段(duan)技術的(de)(de)(de)(de)關鍵是將淬火和加熱(re)過程分(fen)為兩個階(jie)段(duan)。一階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)高(gao)達840?860°C，這有利于(yu)鐵氧體(ti)在(zai)工件芯(xin)部(bu)的(de)(de)(de)(de)轉變。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)轉變成(cheng)奧(ao)氏體(ti)，并且在(zai)滲透層中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一些碳化(hua)物(wu)溶(rong)解到奧(ao)氏體(ti)中(zhong)，這確保(bao)了淬火后馬氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)高(gao)硬度(du)和強(qiang)度(du)，同時(shi)保(bao)留了適(shi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)未溶(rong)解碳化(hua)物(wu)。第二階(jie)段(duan)較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)為810?830℃，是為了降(jiang)低(di)(di)淬火應力，同時(shi)有利于(yu)表面獲得高(gao)硬度(du)。

（4）回(hui)火(huo)(huo)階段(duan)。通過(guo)200?240℃的低溫回(hui)火(huo)(huo)，淬(cui)火(huo)(huo)的馬(ma)氏體(ti)(ti)轉變(bian)為(wei)回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)，表面殘留的奧氏體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏體(ti)(ti)。為(wei)了(le)使殘留奧氏體(ti)(ti)的相變(bian)充分(fen)并(bing)有(you)助于(yu)消(xiao)除熱處(chu)理的應力，采(cai)用了(le)兩(liang)次回(hui)火(huo)(huo)。

金屬熱處理廠家經過多年的(de)實(shi)踐(jian)，新(xin)的(de)滲(shen)碳(tan)復合熱(re)處(chu)理工藝具(ju)有(you)明顯(xian)的(de)節能降耗效果。它(ta)可(ke)以(yi)將原(yuan)始(shi)滲(shen)碳(tan)熱(re)處(chu)理的(de)過程周期縮短約20，將能耗至少(shao)降低10，還可(ke)以(yi)減少(shao)滲(shen)碳(tan)劑的(de)消耗，并(bing)有(you)效地減少(shao)熱(re)處(chu)理。生產成本;此外，該方法具(ju)有(you)良好的(de)可(ke)重復性(xing)和高質量(liang)穩定(ding)性(xing)。