Solidcarbureren

Solidcarbureren, ook wel pack carbureren genoemd, is een warmtebehandeling waarbij koolstof in de oppervlaktelaag van staal wordt gebracht door middel van een vast koolstofhoudend materiaal in een afgesloten verpakking of in een koolstofrijke cementatieomgeving. Het doel is een harde, slijtvast oppervlak te creëren terwijl de kern taai blijft.

Tijdens het proces worden de werkstukken geplaatst in een doos of bak met koolstofrijke vaste stoffen zoals houtskool, koolstofhoudende verbindingen of grafiet, vaak samen met bindmiddelen of activatoren. De verpakking wordt afgesloten en het geheel wordt verhit tot circa 900 tot 950 graden Celsius. Koolstof diffundeert vanuit de vaste koolstofbron in het oppervlak van het staal. Na de diffusieperiode worden de onderdelen snel afgekoeld (meestal gehard) en vervolgens temperatuurn zodat de gewenste combinatie van harde oppervlakte en ductiele kern ontstaat.

De carburisatielaag bevat aanzienlijk meer koolstof dan het basismateriaal, wat na harding resulteert in hoge oppervlaktehardheden (rond de HRC 55-65) en een verhoogde slijtvastheid. De diepte van de carburiseerlaag kan worden geregeld via tijd, temperatuur en de samenstelling van de pack, en varieert doorgaans van ongeveer 0,3 tot meerdere millimeters. De kern blijft relatief ductiel en bestand tegen breuk.

Voordelen zijn onder meer eenvoudige uitrusting, lage kosten en geschiktheid voor complexe vormen. Nadelen zijn langere verwerkingstijden, minder exacte controle op uniformiteit, risico op decarburisatie bij hogere temperaturen en beperkte diepte van de carburiseerlaag vergeleken met gascarbureren. Toepassingen zijn onder meer trillingsbestendige onderdelen zoals tandwielen, krukassen en lagers.

Solidcarbureren vormt zo een betaalbare optie voor oppervlakteharding waar precieze atmosfeercontrole minder essentieel is.