Verhardingslagen

Verhardingslagen zijn oppervlaktelaagjes van een materiaal die een hogere hardheid hebben dan de onderliggende kern. Ze ontstaan door verwerking waarbij de buitenkant wordt verzwaard of geconstrueerd met extra middelen of via snelle verwarming, waardoor een martensitische of andere hardere microstructuur in de buurt van het oppervlak ontstaat. Het effect is een combinatie van verhoogde slijtvastheid, betere wear resistance en vaak een verbeterde vermoeiingsleven, terwijl de kern taaier blijft.

Er bestaan verschillende methoden om verhardingslagen te vormen. Bij carbureren wordt koolstof in het oppervlak aangebracht, gevolgd door verhitting om een harde buitenlaag te vormen. Nitrocarbureren combineert koolstof en stikstof voor een hardere, vaak corrosiewerende laag. Nitreren levert een hard stootvrije buitenlaag met uitstekende slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Inductie-, vlam- of laserverharden zorgt voor snelle verwarming en snel afkoelen, waardoor een harde oppervlaktelaag ontstaat met variabele diepte. De diepte van de verhardingslaag kan variëren van enkele tienden tot enkele millimeters, afhankelijk van proces, materiaal en benodigde eigenschappen.

De microstructuur van een verhardingslaag bestaat meestal uit martensiet of andere harde fasen, terwijl de kern zachter blijft. Het ontwerp houdt rekening met spanningen en vervorming; onjuiste procesparameters kunnen leiden tot oververharding, decarburisatie of scheuren. De diepte en uniformiteit van de laag worden bepaald met hardheidsprofielen, metallografisch onderzoek en oppervlakte- of diepte-metingen.

Toepassingen vinden we veel in gereedschappen, tandwielen, lagers en kritieke componenten waar slijtvastheid en vermoeingsweerstand belangrijk zijn. Verhardingslagen bieden dus een manier om de prestaties van een onderdeel te verbeteren zonder de gehele massa te veranderen.

---