重載齒輪承載大，沖擊力強(qiáng)，使用時應(yīng)具有較高的抗沖擊和抗過載能力。重載齒輪常用20CrMnMo制造，相關(guān)滲碳熱處理工藝有：

1、不常用工藝

1）滲碳后降溫至淬火溫度，經(jīng)保溫后直接淬火。采用此方法容易使材料晶粒粗大，脆性較大，工件組織應(yīng)力大，只能承載強(qiáng)度較小的小模數(shù)齒輪。

2）滲碳后直接出爐空冷或出爐后進(jìn)緩冷坑冷到室溫，再重新進(jìn)爐加熱淬火。20CrMnMo鋼的特性，在工件滲碳后對冷卻速度應(yīng)有嚴(yán)格要求，否則冷卻時工件表層組織和次表層組織轉(zhuǎn)變不同步，造成工件表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，工件容易開裂。

3）對使用性能要求高的深層滲碳零件，為了同時保證表面滲碳層和心部組織的質(zhì)量指標(biāo)，也可采用兩次淬火，第一次加熱到心部AC3+(30-50)℃淬火，第二次加熱到表面AC1+(30-50)℃淬火，但這樣熱處理后產(chǎn)生應(yīng)力大，而且能耗高。

2、常用工藝

滲碳后先爐冷到550℃出爐空冷，隨后重新入爐加熱淬火，此方法是目前生產(chǎn)中20CrMnMo鋼零件最常用的工藝。也存在問題：熱處理時間長，一方面由于滲碳后需爐冷到一定溫度才能出爐，出爐溫度越低對工件表面減少氧化脫碳越有利。另一方面，由于工件進(jìn)行淬火加熱時，需經(jīng)過一段建立爐氣碳勢的時間，才能確保淬火后工件的表面質(zhì)量。

3、新工藝

在確保熱處理質(zhì)量的前提下，為了縮短滲碳生產(chǎn)周期，節(jié)約成本的新工藝。該工藝將滲碳、等溫及淬火結(jié)合于一體，將生產(chǎn)周期縮短20%，能耗降低10%。具體為：

1）滲碳階段。優(yōu)化滲碳中強(qiáng)滲、擴(kuò)散各階段碳勢、時間等工藝參數(shù)，以較快的滲碳速度達(dá)到要求的質(zhì)量指標(biāo)。

2）滲碳爐階段。隨著爐溫的降低，滲碳表層會逐步析出少量細(xì)網(wǎng)滲碳體，冷卻到620℃，會發(fā)生奧氏體向珠光體重結(jié)晶轉(zhuǎn)變。600-620℃等溫停留，滲碳表面碳化物將發(fā)生部分球化作用。

3）淬火加熱階段。第一階段加熱溫度840-860℃。此時珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，碳化物溶入奧氏體，保證了淬火后馬氏體的高硬度和強(qiáng)度，同時保留了適量的未溶碳化物。第二階段較低的加熱溫度810-830℃是為了減少淬火應(yīng)力，同時有利于表面獲得高硬度。

4）回火階段。通過200-240℃的低溫回火，淬火馬氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，同時表面殘留奧氏體將分解為馬氏體。為使殘留奧氏體轉(zhuǎn)變充分，可采用兩次回火。(紫焰)