Ytförhärdning

Ytförhärdning är en värmebehandlingsprocess som ökar ythårdheten hos metallkomponenter genom att skapa ett hårt ytskikt samtidigt som kärnan förblir mjukare eller dukare. Denna kombination ger god slit- och nötningstålighet utan att kärnan blir spröd. Ytförhärdning används framför allt på stålkomponenter som kugghjul, axlar, kamaxlar och verktygsdelar där yttre belastningar kräver hög ythårdhet.

Processen innebär uppvärmning till en specifik temperatur och diffusion av hårdhetsskapande ämnen i ytan, följt av kontrollavkylning. Val av metod avgör djupet och karaktären hos det hårda skiktet. Vanliga metoder inkluderar kolning (carburering) i kolhaltiga miljöer, nitrering i kvävehaltiga miljöer och karbonitrering som kombinerar kol och kväve; samt ytförhärdning genom induktion eller flamhärdning för snabb ythärdning utan längre diffusion. Djupet av det hårda skiktet varierar vanligen från cirka 0,5 till 2 millimeter, men kan vara längre beroende på krav och process.

Material som ofta behandlas är kol- och legeringsstål. Efter behandling kan slipning eller precisionsbearbetning krävas för att uppnå önskade dimensioner; i vissa fall temperering utförs för att minska inre spänningar och öka kärnans dukhet.

Fördelarna med ytförhärdning inkluderar ökad ythårdhet, bättre slit- och nötningsstålighet samt längre servicecykler. Begränsningar innefattar risk för deformation och sprickor om processparametrarna inte kontrolleras, samt behov av efterbearbetning och kontroll av kvarvarande spänningar.