Nawęglanie to cieplno-chemiczna obróbka wzbogacająca w węgiel warstwę powierzchniową stali ubogiej w węgiel. Część nagrzewa się do wysokiej temperatury, zwykle około 900 °C, w ośrodku nawęglającym, najczęściej gazowym, czasem pod niskim ciśnieniem. Węgiel dyfunduje od powierzchni w głąb. Następnie część jest hartowana i odpuszczana: warstwa zewnętrzna, bogata w węgiel, silnie twardnieje, a rdzeń, pozostały ubogi w węgiel, zachowuje ciągliwość. Łączy się w ten sposób powierzchnię odporną na zużycie z częścią zdolną przenosić uderzenia.
Głębokość utwardzenia reguluje się czasem i temperaturą obróbki, od kilku dziesiątych milimetra do ponad milimetra. Określa się ją konwencjonalnie, jako głębokość, na której twardość spada poniżej zadanego progu, co opisuje norma ISO 2639. Do tego celu wybiera się stale zwane stalami do nawęglania, takie jak 16MnCr5 czy 18CrNiMo7-6.
Nawęglanie stosuje się do kół zębatych, zębników, wałów, osi, rolek, bieżni łożysk: wszelkich elementów poddanych jednocześnie tarciu i dużym obciążeniom. Ponieważ po nim następuje hartowanie, odkształca części, stąd konieczność przewidzenia naddatku i często końcowego szlifowania. Miejsca, które mają pozostać miękkie, jak gwinty, zabezpiecza się maskowaniem lub usuwa z nich warstwę nawęgloną obróbką skrawaniem przed hartowaniem. W przypadku części już twardej azotowanie jest alternatywą powodującą mniejsze odkształcenia.
W zapytaniu o wycenę
Proszę podać gatunek stali, docelową głębokość nawęglenia wraz z metodą jej określenia, twardość powierzchni oraz, w razie potrzeby, twardość rdzenia, a także miejsca, które mają pozostać miękkie. Należy wskazać naddatek pozostawiony na wykończenie lub dopuszczalne odkształcenie oraz oczekiwane kontrole: twardość, zgład, certyfikat obróbki. W przypadku elementów przeniesienia napędu zakład mechaniki i montażu, który zamontuje części, może doprecyzować wymagania funkcjonalne; przewodnik o materiałach na części obrabiane przybliża te stale.