Karbonitrering

Karbonitrering är en austenitisk (över A3) sätthärdningsprocess som liknar uppkolning, men med tillsats av kväve (genom NH₃-gas), som används för att öka slitagemotståndet och ythårdheten genom att skapa ökad härdbasrhet i ytlagret.

Fördelar

Karbonitrering används huvudsakligen för att framställa ett hårt och slitagetåligt härdningsskikt. Diffusion av både kol och kväve ökar härdbarheten för enkelt kolstål och låglegerat stål, och skapar ett hårdare härdningsskikt än uppkolning. Karbonitreringsprocessen är särskilt lämpad för ren massproduktion av små komponenter. P.g.a. den lägre temperatur som krävs för karbonitreringen jämfört med uppkolning, minskas distorsionen. Mild kylningshastighet minskar risken för sprickor vid kylningen.

Användningsområden

Austenitisk karbonitrering tillämpas med framgång på i huvudsak massproducerade komponenter, och sådana med mindre mått, där det krävs stort motstånd mot slitage och där kraven på härddjup sträcker sig från 0,1 till max 0,75 mm. Till de typiska användningsområdena hör:

• kugghjul och axlar
• kolvar
• valsar och lager
• delar i hydrauliska, pneumatiska och mekaniska manöversystem.

Huvudsakligen för att förbättra slitagemotstånd och utmattningshållfasthet hos enkelt kolstål.

Ett stort antal stål kan karbonitreras, från enkelt kolstål till, låglegerade stål med max 0,25 % kol, friskärande stål och sintrat stål.

Processuppgifter

(Austenitisk) karbonitrering är en termokemisk behandling som innebär att både kol och kväve tillförs till ytan på komponenten, vanligen samtidigt. Processen utförs vid lägre temperaturer och i allmänhet under kortare tid än uppkolning, Det tillsatta kvävet har en stabiliserande effekt på austeniten och sänker den kritiska kylningshastigheten, och därmed också stålets härdbarhet.

Karbonitrering brukar utföras inom ett temperaturintervall på 820–900 °C i en gasformig atmosfär där man tillsätter mellan 0,5 och 0,8 % kol och 0,2–0,4 % (< 5 %) kväve till ytan hos enkelt kolstål eller låglegerat stål. Efter diffusionstiden kyls komponenterna direkt i olja. Det sätthärdningsdjup (CHD) som erhålls brukar vara mindre än ca 0,7 mm och beror inte bara av karbonitreringsdjupen, utan också av härdningstemperatur, kylningshastighet, stålets härdbarhet och komponentens mått. Värmebehandlingen slutförs med lågtemperaturanlöpning mellan 150 och 200 °C för det högre härddjupsintervallet, vilket minskar sprödheten och beror på tribologiska omständigheter.