kovitusprosesseissa

Kovitusprosessit ovat metallien ja muiden materiaalien kovuuden parantamiseen tähtääviä menetelmiä, joissa mikrorakennetta, koostumusta tai pintaa muokataan. Tavoitteena on lisätä kulutuskestävyyttä, lujuutta ja käyttöikää. Kovuutta voidaan saavuttaa sekä lämpökäsittelyllä että mekaanisilla muokkauksilla, ja usein pyritään siihen, että pinta olisi kovempi kuin ydin.

Lämpökäsittelyyn kuuluvat muun muassa karkaistus ja temperointi. Karkaistuksessa materiaali kuumennetaan yli austenitointipisteen ja jäähdytetään nopeasti, jolloin muodostuu kova martensiittinen rakenne. Temperoinnissa karkaisun jälkeen osa jäähdytetään hallitusti, jolloin jännitteet pienenevät ja kovuus sekä sitkeys saavutetaan halutulle tasolle.

Pintakovuuden saavuttamiseen käytetään case hardening -menetelmiä, kuten carburointi (sementointi), nitridointi ja carbonitridointi. Näillä menetelmillä pintaan siirretään hiiltä tai typpeä, jolloin pinta kovettuu samalla kun sisäosa säilyy suhteellisen taipuisana. Näitä käytetään esimerkiksi työkaluissa, hammaspyörissä ja laakereissa.

Työkovetus eli plastinen muokkaus, kuten taivutus tai puristus, voi myös lisätä kovuutta dislokaatiotiheyden kasvun kautta. Tämä ei kuitenkaan yleensä vaikuta syvyyssuuntaiseen kovuuteen samalla tavalla kuin lämpökäsittely.

Kovuus mitataan standardoitujen kokeiden avulla, kuten Rockwell-, Vickers- tai Brinell-kovuuksilla. Kovuusarvot antavat viitteitä muille ominaisuuksille, kuten kulutuskestävyyden ja lujuuden tasapainosta.

Kovitusprosesseja valitaan materiaalin ominaisuuksien, käytettävän kuormituksen ja halutun tasapainon mukaan. Oikea menetelmä parantaa kestävyyttä ja suorituskykyä samalla minimoiden riskit, kuten halkeilun ja sisäisten jännitteiden syntymisen.