Nawęglanie to technologia polegająca na dyfuzyjnym przenikaniu węgla do wierzchniej warstwy materiału, który ma podlegać obróbce. Proces ten dotyczy wysokojakościowej stali lub jej stopu o niskiej zawartości węgla, co pozwala na zmiany w powłoce zewnętrznej materiału podczas dalszego opracowywania. Zachodzi to w dwóch etapach, pierwszy to pochłanianie węgla przez metal, drugi przenikanie węgla w głąb materiału. Wykonuje się go po to, by zwiększyć twardość, odporność materiału na ścieranie, a także udarność kompozytową.
Czy proces nawęglania jest łatwy?
W wąskiej grupie stali do nawęglania znajduje się stal 20Hg, którą służy do produkcji kół zębatych, ślimaków, wałków czy sworzni. Stal 20hg używana jest do wykonywania obiektów o wielkości od 30 do 40 mm. Stal o tego typu parametrach pożądana jest przy produkcji urządzeń i maszyn górniczych. Stal 20hg zawiera chrom i inne pierwiastki, które zapobiegają przegrzaniu się podczas procesu nawęglania, jak i ułatwiają proces hartowania. Przedmioty ze stali 20 hg można spawać przed nawęglaniem, ale najpierw trzeba je poddać podgrzaniu. W procesie technologicznym występują różne metody nawęglania. Sposób proszkowy polega na umieszczeniu elementu w pojemniku wypełnionym sproszkowanym węglem drzewnym i odbywa się w bardzo wysokiej temperaturze. Metoda gazowa polega na umieszczeniu przedmiotu w komorze, w atmosferze gazowej i poddaniu obróbce w temperaturze od 850 do 950 stopni Celsjusza. Jest to bardzo dokładna metoda. Sposób ciekły odbywa się w roztworze, również w bardzo wysokiej temperaturze przy użyciu mieszanek soli i karborundu. Jest jeszcze metoda próżniowa polegająca na obróbce elementów w pomieszczeniu o obniżonym ciśnieniu w obecności metanu. I ostatnia metoda, jonizacyjna, kiedy przedmiot umieszczany jest w piecu próżniowym w atmosferze węglowodorowej.
Wszystkie te sposoby polegają na obróbce cieplnej stali niskowęglowych, by podnieść zawartość węgla przynajmniej do 1,3% i zwiększyć głębokość nawęglenia od 0,5 do 2 mm. W obecnej chwili, po procesie nawęglania należy przeprowadzić hartowanie. Zaniechanie tej czynności prowadzi do bardzo dużych błędów technologicznych, a tym samym zagraża dalszej produkcji urządzeń przemysłowych, w konsekwencji stawia pod znakiem zapytania zdrowie albo życie użytkownika.