קרבו-ניטרציה

תהליך הקשיית פני שטח דומה לתהליך הצמנטציה. במקרה זה, מתווסף גם חנקן (באמצעות גז NH3) לאווירת הפחמן אליה חשוף החלק המטופל. טיפול זה משמש ליצירת שכבת פני-שטח עמידה במיוחד בפני שחיקה ובפני מאמצי התעייפות עבור פלדות פחמן פשוטות.

קרבו-ניטרציה מיושם בעיקר לצורך הגברת עמידות פני שטח החלק בפני שחיקה. דיפוזיה של פחמן המשולב עם חנקן משפרת את קשיותן של פלדות פשוטות דלות פחמן ויוצרת שכבת פני שטח קשה יותר מזאת שניתן ליצור בטיפול צמנטציה.
תהליך זה מתאים במיוחד לטיפול במנות גדולות של חלקים קטנים. בשל הטמפ’ הנמוכה הנדרשת לקרבו-ניטרציה בהשוואה לטיפול צמנטציה, יש סבירות קטנה יותר לעיוותים וסדקים בחלק.
קרבו-ניטרציה משמש בד”כ לשיפור תכונותיהם של רכיבים בייצור המוני בעלי ממדים קטנים בהם נדרשת עמידות גבוהה בפני שחיקה ועובי שכבה מוקשית בין 0.1 ל- 0.75 מ”מ.
יישומים אופייניים כוללים בוכנות, מסבים, רכיבים למערכות פנאומטיות ומכאניות והוא נפוץ בתעשיית הרכב וחלקי הנשק. התהליך מתאים לביצוע על מגוון רחב של פלדות החל מפלדות פחמן פשוטות, פלדות דלות מסגסגים עם 0.25% לפחות, פלדות כלים ופלדות מסונטרות.
קרבו-ניטרציה הוא טיפול המשלב החדרת פחמן וחנקן לתוך שטח החלק בו זמנית. התהליך מתבצע בטמפרטורות נמוכות יותר ובד”כ למשך זמן קצר יותר מאשר טיפול צמנטציה, מה שמקטין את הסיכוי לעיוותים. תוספת החנקן מייצבת את מבנה האוסטניט ומורידה את מהירות החיסום הקריטית ועקב כך גם את יכולת הקשיית החלק.
התהליך מבוצע בד”כ בטווח טמפ’ של 820-900C באווירת גז פחמן בין 0.5% ל 0.8% וחנקן בין 0.2% ל- 0.4% המוחדרים לפלדת פחמן פשוטה או פלדה דלת מסגסגים. לאחר הדיפוזיה, החלקים מחוסמים בשמן. שכבת ההקשיה המתקבלת היא בעומק מקסימלי של 0.7 מ”מ והיא תלויה בפרמטרים של שלב הדיפוזיה כמו גם בטמפ’ החיסום, קצב החיסום יכולת ההקשיה של הפלדה וממדי החלק המטופל. להשלמת הטיפול, מתבצעת הרפיה בטמפ’ 150-200C לצורך הורדת מאמצים והפחתת פריכות.