diffuusionkäsittelyillä

Diffuusionkäsittelyt ovat metallien pintaan diffundoituvia lämpökäsittelyjä, joissa pinnan liepeille tai pintakerrokseen siirtyy toisen aineen atomeja. Tavoitteena on muuttaa pinnan koostumusta ja mikrorakennetta siten, että pintakerros on kova, kulutusta kestävä ja usein paremmin korroosionkestävä kuin perusaine. Diffuusiota säätelevät lämpötila ja aika, sekä käytetty diffuusioaine tai kaasuseos.

Yleisimmät diffuusionkäsittelyt ovat hiilidi- ja karbidointipohjaiset prosessit sekä nitridaatio- ja boridointiprosessit. Carburointi eli hiilidi diffuusoituminen ja karbonitruurointi ovat tyypillisesti korkeissa lämpötiloissa (noin 850–1050 °C) suoritettavia käsittelyjä, joiden tavoitteena on syntyä paksu, kovaa sementiittia sisältävä kulumiskestävä pintakerros. Nitridaatio ja nitrokarburointi muodostavat typpi- ja/tai seosaineesta nitridirunkoja, jotka tekevät pinnasta erittäin kovaa kevyillä lämpötiloilla (noin 500–650 °C). Boridaatio ja aluminointi luovat boor- tai alumiinipohjaisia diffuusionsisäkkeitä; näissäkin tapauksissa muodostuu kestäviä pinnakerroksia.

Käytännöllisesti diffuusionkäsittelyt parantavat työkalu- ja koneenosien kulutuksenkestävyyttä, väsymiskestävyyttä sekä usein myös ruostumattomuuden tai korroosionkestävyyden ylläpitämistä. Case-korkeus vaihtelee muutamasta kymmemmillimetristä useaan kymmeneen mikrometriin riippuen prosessin ajasta ja lämpötilasta. Prosessi vaatii erityistä kontrollia ja soveltuu erityisesti teräksille, joiden pinnankovuus ja kulutussuojaus ovat kriittisiä, kuten työkalut, hammaspyörät, kiristimet sekä laaka- ja öljytekniset komponentit.