工程机械齿轮轴锻件是机械设备中非常重要的组成部分，其质量和性能直接影响着设备的稳定性和使用寿命。在生产过程中，通过热处理工艺可以改善锻件的微观组织和力学性能，提高其硬度、强度和耐磨性等性能，具有非常重要的意义。
一、热处理工艺
- 普通化退火：将锻件加热至800℃左右，保温一段时间（一般15分钟/厚度mm），然后以50℃/h的速度冷却到500℃（或室温）左右，再以空气冷却即可。该工艺主要是针对工件内部应力进行消除，并改善组织，提高延展性、塑性和韧性等力学性能。
- 预淬火：预淬火工艺的目的是在普通化退火的基础上增加一个淬火的过程，以达到提高抗疲劳性、强度、硬度和耐磨性等效果。先进行普通化退火，然后加热至870℃左右，保温一段时间（5-10分钟/厚度mm），然后通过油或水的淬火方式快速冷却至室温。
- 等温调质：该工艺需要进行先一步普通化退火，然后在加热至840℃左右，保温一段时间（20-30分钟/厚度mm），再以水或油的方式快速冷却，从而实现微观组织的竞变转变。经过等温调质后，锻件表面会形成稳定的马氏体，并具有较高的抗疲劳性、强度和硬度等性能。
二、机理研究
热处理过程中，不同的工艺条件会对材料的微观组织和力学性能造成不同的影响。例如普通化退火的主要作用是消除内部应力和针对组织进行细化，并且此时结构比较软，韧性较好。预淬火主要是通过淬火使得钢材的硬度和强度得到相应提高，同时产生了应力，而等温调质则是通过针对材料淬火状态和温度控制，使材料获得适当的韧性和强度。
在机理研究方面，还需要考虑以下几个方面：
- 热处理参数：在进行热处理过程时，需要考虑不同的温度、保温时间、冷却方式等参数对材料性能的影响，并进行优化设计。
- 微观组织变化：根据组织颗粒尺寸和相变情况，来分析微观组织变化和物理化学反应。
- 硬度与韧性：探究硬度与韧性之间的关系，以便确定合适的热处理方案，既能提高硬度，又能保证足够的韧性。
总之，工程机械齿轮轴锻件的生产过程中，通过适当的热处理工艺，可以显著改善其力学性能和耐磨性能等关键指标。同时，在研究机理方面，需要深入分析不同热处理工艺的微观组织变化和硬度与韧性之间的关系，以期为制造出更加优质的锻件提供技术支持。
