Pintakarkaistus

Pintakarkaistus, usein käsitteellä case hardening tunnettu metallitekninen prosessi, on menetelmä jolla teräksen tai muun metallin pinnasta tehdään huomattavasti kovempi kuin sisus. Tämä parantaa kulumiskestävyyttä ja särö- sekä väsymiskestävyyttä säilyttäen runkolujuuden.

Periaate perustuu pinnan diffuusioon: korkeassa lämpötilassa pintaan imeytyy haluttua sekoitusainetta (esimerkiksi hiiliä tai typpeä), jolloin pinnalle muodostuu kovia yhdisteitä kuten karbidit tai nitriatit. Kannen kovuus ja syvyys riippuvat lämpötilasta, aikasta sekä sekoitettavan aineen määrästä ja metallin koostumuksesta.

Päämenetelmät ovat carburointi (hiili-diffuusio), nitridointi (typpi-diffuusio) ja carbonitridointi (hiili- ja typpi-diffuusio). Carburointia käytetään korkeilla lämpötiloilla ja hiililähteellä, kun taas nitridointi tapahtuu alemmissa lämpötiloissa ammoniakkipohjaisissa käytännöissä. Carbonitridointi on näiden yhdistelmä ja antaa usein hyvän kovuuden sekä pinnalle että syvempään kestävyyteen.

Prosessi sisältää usein diffuusion jälkeen karkaistamisen: carburointi tarvitsee usein välikarkaistuksen tai nopean jäähdytyksen martensiittisen pinnan aikaansaamiseksi, kun taas nitridointi voi olla ilman jäähdytystä ja johtaa nitriittikerrokseen ilman merkittävää kuumankovetusta. Joissakin tapauksissa suoritetaan jälkikäsittelyjä, kuten mekaaninen viimeistely tai sovelluskohtainen lämpökäsittely.

Sovellukset kattavat esimerkiksi hammaspyörät, kampiakselit, nokka-akselit, laakerit ja kiinnittimet, joissa pinnan kulumiskestävyys on kriittinen. Pintakarkaistus tarjoaa pitkän käyttöiän ja paremman luotettavuuden etenkin taustalla oleville, monimutkaisille geometrioille, mutta se voi aiheuttaa pintajännitteitä tai muodonmuutoksia sekä kustannuksia. PINtakarastus on yleisesti käytetty sekä autoteollisuudessa että konepajateollisuudessa.