1- انواع روش‌های سختکاری:
سختکاری بسته به آلیاژ فولاد و کاربرد به روش‌های مختلفی انجام میشود. این روش‌ها عبارت است از:
- سختکاری حجمی (Through Hardening)
- سختکاری سطحی (Case Hardening)
2- سختکاری حجمی:
در این روش کل قطعه تحت عملیات حرارتی قرار گرفته. بدین منظور می‌توان از متریال‌های 100Cr6(KLZ)، VCN، MO40(البته با کیفیت بالا)، آموتیت،SPK و… بسته به محل کاربرد استفاده کرد. با استفاده از این روش می‌توان سختی ۶۰ راکول سی رسید. قطعاتی مانند تیغه قیچی برش میل‌گرد و ورق، رولیک انتقال مواد، قالب سنبه و ماتریس، کنس بلبرینگ، بوش‌ها و… از کاربردهای این گروه است.
3- سختکاری سطحی:
سختکاری سطحی خود به روش‌های زیر انجام میشود.
- روش‌های نفوذی ترموشیمیایی
- روش‌های اعمال انرژی
- پوشش و اصلاح سطح
1-3- روش‌های اعمال انرژی
ساده‌ترین و دردسترس‌ترین فرایند سختکاری بدون تغییر ترکیب سطحی فرایند سختکاری القائی است که به اشتباه بعضاً آن را فرایند لیزر نام‌گذاری می‌کنند. در این دسته از روش‌های سختکاری فولاد، ابتدا به‌وسیله اعمال انرژی دمای سطح افزایش پیدا می‌کند، سپس با کوئنچ ماهیت متالورژیکی سطح تحت استحاله فاز تغییر می‌کند و وارد فاز مارتنزیت میشود. یکی از روش‌های اعمال انرژی قرار دادن قطعه درون کویل و یا نزدیک کردن کویل به سطح قطعه و افزایش دمای سطح است. البته فرایندهای پیشرفته‌تر دیگری مانند پلاسما، PVD و CVD و… وجود دارند که کاربردهای خاص خود را دارند. متریال فولادی مورد استفاده در این روش معمولاً CK45 و بعضاً MO40 می‌باشد.
این روش سختکاری معمولاً در چرخ‌دنده‌های بزرگ، شفت پرس، ناخن لودر و… کاربرد دارد. در این حالت بسته به کاربرد، قطر و ابعاد قطعه در حد ۱ میلیمتر از سطح قطعه توسط کویل مسی حرارت داده شده و سخت میشود. با سختی‌سنجی در عمق (به صورت علمی) و یا مشاهده تغییر رنگ فولاد در بعضی نقاط (به صورت کارگاهی) می‌توان به عملیات سخت کردن القائی پی برد. کوچک‌ترین اهمال در فرایند سختکاری می‌تواند سبب ترک در نقاط تیز و لبه‌ها و حتی ذوب‌شدن موضعی شود.
2-3- روش‌های نفوذی ترموشیمیایی
در روش‌های سختکاری نفوذ ترموشیمیایی ترکیب شیمیایی سطح قطعه با عناصر سخت‌کننده، نظیر کربن، نیتروژن و بور دستخوش تغییر و اصلاح میشود. در این روش‌ها سختی سطح به‌وسیله نفوذ عناصر شیمیایی افزایش پیدا می‌کند.
عملیات حرارتی کربورایزینگ یا سمانتاسیون، سختکاری سطحی نیتراسیون (که خود شامل نیتراسیون گازی، نیتراسیون مایع و نیتراسیون پلاسمایی است)، بوردهی (که با نام‌های boriding و boronizing هم شناخته میشود)، کربونیتراسیون ونیتروکربوراسیون، در دسته‌بندی روش‌های سختکاری نفوذ ترموشیمیایی جای می‌گیرند.
ساده‌ترین و دردسترس‌ترین فرایند سختکاری سطحی با تغییر ترکیب سطح فرایند سمانتاسیون (کربوراسیون) می‌باشد. در این روش با نفوذ دادن کربن در سطح قطعه و سپس کوانچ فولاد در محیط مناسب به سختی تقریبی ۶۰ راکول سی دست می‌یابیم. برای این منظور از فولاد سمانته معمولی (۱.۷۱۳۱) یا سمانتههای آلیاژی (۱.۶۵۸۷ -۱.۵۹۱۹ -۱.۵۹۲۰) استفاده میشود.
معمولاً در چرخ‌دنده‌های ریز، متوسط و بعضاً بزرگ، میله‌های تحت پیچش متوسط و سایش سطحی زیاد (مانند شفت‌های انتقال نخ)، بوش‌های مفصل بیل مکانیکی و… کاربرد دارد. در این روش بسته به کاربرد و مهارت کارگاه عملیات حرارتی عمق لایه سخت شده از چند دهم میلیمتر تا حداکثر ۱ میلیمتر می‌باشد.
3-3- روش سختکاری پوشش دهی یا اصلاح سطح
در روش‌های سختکاری سطحی پوشش‌دهی یا اصلاح سطح، افزایش سختی‌سطح به‌وسیله اضافه شدن یک لایه جدید بر روی سطح قطعه انجام میشود. در این دسته از روش‌ها نیز مانند روش‌های اعمال انرژی ترکیبات شیمیایی سطح دستخوش تغییر نمی‌شود. بلکه به‌وسیله سلسله فرایندهایی، یک لایه جدید بر روی سطح قطعه قرار خواهد گرفت. (البته تنها در روش القایونی ترکیب شیمیایی سطح قطعه نیز دستخوش تغییراتی خواهد شد).
پوشش کروم‌سخت، پوشش نیکل الکترولس، پاشش حرارتی، سختکاری با جوش، لایه‌نشانی با بخار شیمیایی، لایه‌نشانی با بخارفیزیکی و القاءیونی از جمله روش‌های بهبود سختی سطح هستند که در آن‌ها افزایش سختی به‌وسیله اضافه شدن یک لایه جدید بر روی سطح قطعه انجام می‌شوند.
