Carboneren is een thermochemische behandeling die de oppervlaktelaag van koolstofarm staal met koolstof verrijkt. Het onderdeel wordt op hoge temperatuur gebracht, doorgaans rond 900 °C, in een koolstofafgevend milieu, meestal gas, soms onder lage druk. De koolstof diffundeert van het oppervlak naar binnen. Daarna wordt het onderdeel gehard en ontlaten: de koolstofrijke huid verhardt sterk, terwijl de koolstofarme kern zijn taaiheid behoudt. Zo combineert u een slijtvast oppervlak met een onderdeel dat slagen kan opvangen.
De geharde diepte wordt bepaald door duur en temperatuur van de behandeling, van enkele tienden van een millimeter tot meer dan een millimeter. Ze wordt per conventie gedefinieerd als de diepte waarop de hardheid onder een bepaalde drempel zakt, zoals beschreven in ISO 2639. Daarvoor kiest men zogeheten inzetstaalsoorten, zoals 16MnCr5 of 18CrNiMo7-6.
Carboneren wordt toegepast bij tandwielen, rondsels, assen, rollen en loopbanen: alle onderdelen die tegelijk aan wrijving en zware belasting zijn blootgesteld. Omdat er een harding op volgt, vervormen de onderdelen, vandaar dat een overmaat nodig is en vaak een laatste slijpbewerking. Zones die zacht moeten blijven, zoals schroefdraad, worden afgedekt of krijgen vóór het harden hun gecarboneerde laag door verspanen verwijderd. Op een reeds hard onderdeel is nitreren een minder vervormend alternatief.
Bij een offerteaanvraag
Vermeld de staalsoort, de gewenste carboneerdiepte met de definitiemethode, de oppervlaktehardheid en zo nodig de kernhardheid, en de zones die zacht moeten blijven. Geef de overmaat voor de afwerking of de toegestane vervorming op, en de verwachte controles: hardheid, doorsnede, behandelingscertificaat. Voor aandrijfonderdelen kan het bedrijf voor mechanische assemblage dat de onderdelen monteert de functionele eisen toelichten; de gids over materialen voor verspaande onderdelen plaatst deze staalsoorten.