Kolhärdning

Kolhärdning är en metallurgisk värmebehandlingsprocess som används för att höja ytans hårdhet hos stål genom att berika ytan med kol. Målet är ett slitstarkt ytskikt med hög hårdhet samtidigt som kärnan förblir duktil och tålig.

Processen utförs vanligen genom uppvärmning till cirka 900–950 °C i en kolrik miljö där kol diffunderar in i ytan. Diffusionens djup avgörs av tid, temperatur och kolpotential. Efter kolinfusionen kyls arbetstycket snabbt (oftast i olja eller gas) för att omvandla den kolrika ytan till martensit, vilket ger ett hårt ytskikt. Följande härdning sker ofta i form av temperering för att uppnå rätt balans mellan hårdhet och seghet samt minska inre spänningar.

Varianter: Kolhärdning kan utföras som gas-karbonhärdning, packhärdning (pack carburizing), flytande kolning samt plasmakarbonhärdning och elektrolytisk kolhärdning. Gas- och packhärdning är de vanligaste metoderna. Gas används med kontrollerad kolpotential.

Egenskaper och resultat: Case-djupet varierar vanligen mellan cirka 0,25–1,5 mm beroende på stålets kvalitet, temperatur och tid. Ythårdheten efter avkylning kan nå höga värden (HRC cirka 50–65) medan kärnan förblir mjukare och mer duktil. Behandlingen förbättrar slit- och nötningsmotstånd samt bidrar till längre livslängd vid hög belastning.

Användningsområden: Vanligt i komponenter som kugghjul, axlar, kamaxlar och andra delar där en hård yta möter slitage men kärnan behöver vara tålig.

Begränsningar: Kräver noggrann processstyrning för att undvika decarburisering eller distorsion och kan vara kostsammare än enklare härdningsmetoder.