Seghärdning
Seghärdning är en värmebehandlingsprocess i två steg: härdning och anlöpning. Först värms stålet upp till austenitiseringstemperatur, normalt omkring 850–900 °C beroende på stålsort, och kyls därefter snabbt i exempelvis olja eller vatten.
Efter härdningen anlöps materialet vid en lägre temperatur för att uppnå önskad kombination av hållfasthet och seghet.
Resultatet är ett stål med hög hållfasthet, god seghet och en jämn, finkornig struktur.
Sätthärdning & karbonitrering
Sätthärdning och karbonitrering är två värmebehandlingsmetoder som används för att ge ståldetaljer en hård och slitstark yta samtidigt som kärnan behåller sin seghet. Metoderna används när komponenter behöver tåla slitage, kontaktbelastning och upprepad mekanisk påverkan samtidigt som kärnan behåller sin seghet och bärförmåga.
Båda processerna är särskilt vanliga för detaljer som kugghjul, axlar, tappar och andra maskinkomponenter där kombinationen av slitstyrka, yttre hårdhet och seg kärna är viktig.
Vad är sätthärdning?
Sätthärdning innebär att stål med låg kolhalt, normalt under 0,25 % kol, kolas upp i ytan till ungefär 0,8 % kol. Därefter kyls detaljen i ett lämpligt kylmedel, vanligtvis olja. Resultatet blir en detalj med en hård och slitstark yta, samtidigt som kärnan förblir seg.
En viktig fördel med sätthärdning är att det hårda ytskiktet får ökad volym, vilket skapar tryckspänningar i ytan. Det bidrar till god motståndskraft mot utmattning, vilket är en viktig egenskap i många industrikomponenter.
Vanliga sätthärdningsdjup ligger mellan 0,2 och 1,5 mm. Härddjupet betecknas CHD (case hardening depth).
Lämpliga stålsorter för sätthärdning:
Sätthärdning används framför allt för lågkolhaltiga legerade stål som kan uppkolas i ytan och samtidigt behålla en seg kärna efter härdning.
Vanliga stålsorter för sätthärdning är bland annat:
16MnCr5 / SS 2511
20MnCr5 / SS 2513
20NiCrMo2-2 / SS 2506
Valet av stålsort beror bland annat på önskat härddjup, komponentens geometri, belastning och krav på slitstyrka och kärnseghet.
Vad är karbonitrering?
Karbonitrering liknar sätthärdning, men här tillförs både kol och kväve till detaljens ytskikt. Även denna process används för att skapa en hård yta och en seg kärna, men karbonitrering är ofta särskilt intressant när man söker mindre härddjup och hög ythårdhet.
Karbonitrering används ofta för mindre detaljer och serietillverkade komponenter där man vill kombinera god slitstyrka med en effektiv och välkontrollerad process.
Skillnaden mellan sätthärdning och karbonitrering?
Sätthärdning och karbonitrering har mycket gemensamt, men det finns också viktiga skillnader.
Sätthärdning används ofta när man vill ha:
Karbonitrering används ofta när man vill ha:
Valet mellan metoderna beror på detaljens material, geometri, belastning, toleranskrav och önskade slutegenskaper.
Hur går processen till?
Vid sätthärdning sker uppkolningen i ett medium som avger kol. I dag sker merparten av all sätthärdning i ugnar med gasatmosfär. Uppkolning i gas är den vanligaste metoden vid storskalig produktion. Gasen genereras ofta genom blandning av metanol och kväve direkt i ugnen.
Karbonitrering sker på liknande sätt men med processförhållanden där både kol och kväve tillförs ytan för att uppnå önskade egenskaper.
Vanliga användningsområden
Sätthärdning och karbonitrering används i många typer av industrikomponenter, till exempel:
Dessa metoder väljs ofta när komponenter utsätts för både slitage och utmattning, eller när kraven på ythårdhet och hållbarhet är höga.
Fördelar med sätthärdning och karbonitrering
Båda metoderna erbjuder viktiga fördelar:
hård och slitstark yta
seg och tålig kärna
förbättrade mekaniska egenskaper
god funktion vid slitage och kontaktbelastning
möjlighet att anpassa behandlingen efter detaljens krav
För rätt detalj kan dessa processer bidra till längre livslängd, bättre prestanda och säkrare funktion i drift.
Vad bör man tänka på?
För att välja rätt metod behöver man ta hänsyn till flera faktorer:
I många fall görs behandlingen på färdigbearbetade detaljer där viss slipmån lämnas om toleranskraven kräver det.
Behöver du hjälp att välja mellan sätthärdning och karbonitrering?
Vi hjälper gärna till att bedöma lämplig metod utifrån material, geometri, toleranser och önskade egenskaper.
