重型齿轮具有较大的承载力，较大的冲击力和较高的安全性要求。它们必须具有优异的耐磨性，高接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，并具有高抗冲击性和抗过载性。重型齿轮通常由低碳合金结构钢（例如20CrMnMo）制成，金属热处理厂家需要对其进行渗碳和淬火处理以满足其性能要求。
齿轮最简单的渗碳热处理工艺是将温度降至渗碳后的淬火温度，然后在保温后直接淬火。使用这种方法，很容易使材料晶粒粗大，变脆并给工件结构施加压力，并且只能承载强度低的小模数齿轮。目前，生产中最常用的20CrMoMn钢零件的工艺是将炉冷却至550°C，并在渗碳后进行空气冷却，然后在炉中进行重新加热和淬火。因为渗碳后需要将炉子冷却到一定温度，所以温度越低，越有利于减少工件表面的氧化脱碳，炉子温度越低，工件的冷却速度越慢;另一方面，将工件淬火到炉中。为了确保淬火后工件的表面质量，需要一段时间来确定加热过程中炉气的碳势。因此，当前的热处理过程需要很长时间。
技术新工艺的技术要点如下：
（1）渗碳阶段。优化渗碳势，渗碳时间和渗碳时间等工艺参数，以更快的渗碳速度达到表面碳浓度，渗碳深度和渗碳层碳浓度梯度。渗碳温度为900℃。
（2）渗碳炉冷却阶段。随着炉温的缓慢降低，少量细孔渗碳体逐渐沉淀在渗碳表面层上。当它冷却到620°C以下时，它将保持恒温。在此阶段，奥氏体将转变为珠光体，并且渗碳表面上将出现碳化物。部分球化，为随后的淬火做准备。等温阶段碳化物的球化作用主要取决于表面碳含量。如果表面碳浓度高，则会形成粗大的网眼或大的碳化物，且球化效果差。因此，表面碳浓度必须控制在0.85?1.00，这是该渗碳化合物热处理技术的控制点之一。
（3）淬火加热阶段。该阶段技术的关键是将淬火和加热过程分为两个阶段。一阶段的加热温度高达840?860°C，这有利于铁氧体在工件芯部的转变。此时，珠光体转变成奥氏体，并且在渗透层中的一些碳化物溶解到奥氏体中，这确保了淬火后马氏体的高硬度和强度，同时保留了适量的未溶解碳化物。第二阶段较低的加热温度为810?830℃，是为了降低淬火应力，同时有利于表面获得高硬度。
（4）回火阶段。通过200?240℃的低温回火，淬火的马氏体转变为回火马氏体，表面残留的奥氏体分解为马氏体。为了使残留奥氏体的相变充分并有助于消除热处理的应力，采用了两次回火。
金属热处理厂家经过多年的实践，新的渗碳复合热处理工艺具有明显的节能降耗效果。它可以将原始渗碳热处理的过程周期缩短约20，将能耗至少降低10，还可以减少渗碳剂的消耗，并有效地减少热处理。生产成本;此外，该方法具有良好的可重复性和高质量稳定性。
