Carburatiehuid

Carburatiehuid is de buitenste koolstofrijke laag van staal die ontstaat door carburering, een warmtebehandeling waarbij koolstof uit een koolstofrijke omgeving in het oppervlak diffundeert. Door de verhoogde koolstofconcentratie in de huid wordt deze zone harder dan de kern, waardoor slijtage- en wrijvingsweerstand toenemen terwijl de kern taai blijft.

Het carburatieproces wordt meestal uitgevoerd bij hoge temperatuur (ongeveer 900 tot 950°C) onder gecontroleerde koolstofpotentie. Methoden omvatten gascarbureren, packcarbureren, vacuümcarbureren en plasma-carbureren. De gewenste diepte van de carburatiehuid, de zogenaamde case depth, wordt bepaald door de duur van de behandeling en de koolstofpotentie en kan variëren van enkele tienden tot enkele millimeters. Diffusie bepaalt het koolstofprofiel; na de behandeling volgt doorgaans afkoeling en tempering om spanningen te verminderen en de taaiheid te optimaliseren.

Na het carbureren volgt meestal snel afkoelen (quenching) tot martensitische structuren in de buitenste zone. Daarna wordt temperen toegepast om krimp en brosheid te beheersen en de gewenste combinatie van hardheid en taaiheid te bereiken. De carburatiehuid kan een hardheid bereiken van ruwweg 50 tot 65 HRC, afhankelijk van legering en tempering, terwijl de kern aanzienlijk zachter blijft.

Toepassingen voor een stevige carburatiehuid zijn onder meer tandwielen, assen, kamassen en andere onderdelen die bij contact en slijtage aan slijtage- en belastingstress worden blootgesteld. Voordelen zijn verhoogde slijtage- en draagvermogen; nadelen zijn onder meer de kans op decarburisatie, overcarburisatie, vervorming en spanningscracking bij onjuiste procescontrole.

Nabesonegingsmethoden zoals nitreren kunnen soms worden toegepast om harde oppervlakken verder te verbeteren, afhankelijk van de gewenste combinatie van eigenschappen.