Che cos'è l'indurimento a induzione?
La tempra ad induzione è il processo di fabbricazione che produce un indurimento superficiale di un materiale conduttivo posizionando quel materiale all'interno di un campo magnetico ampio e rapidamente fluttuante. Il campo magnetico induce una corrente elettrica temporanea che riscalda il materiale ma solo a una profondità piuttosto bassa. Il materiale viene quindi immediatamente spento in un bagno. Il riscaldamento e il raffreddamento improvviso causano la formazione di cristalli all'interno degli strati più esterni del materiale, ma il materiale del nucleo non è interessato e mantiene le sue proprietà originali. Questa duplice natura è una caratteristica chiave della tempra ad induzione.
L'indurimento di acciai e altri metalli è stato a lungo realizzato riscaldando il pezzo in una fiamma di qualche origine o in una fornace e quindi facendo cadere rapidamente il pezzo in acqua o altro refrigerante. Un metallo indurito non cola più facilmente, scivola più facilmente su altre superfici e resiste all'usura. Il pezzo è anche più fragile e potrebbe rompersi o frantumarsi più facilmente quando colpito o lasciato cadere. Riscaldando solo la superficie, la caratteristica di durezza viene acquisita solo dalla superficie. Il resto del pezzo mantiene la resistenza del materiale originale.
Il riscaldamento di un metallo o di altro materiale conduttivo mediante conduttanza o calore diretto provoca il riscaldamento dell'intero pezzo poiché gli elettroni sono eccitati e diventano più mobili, scorrendo rapidamente dalle aree più calde alle aree più fredde. Nell'indurimento ad induzione, gli elettroni esterni vengono "indotti" a reagire ai campi magnetici fluttuanti producendo correnti parassite elettriche. Queste correnti scorrono in piccoli cerchi mentre gli elettroni rispondono alla direzione in costante cambiamento del campo magnetico. Il calore non ha un mezzo per essere condotto in profondità nel materiale.
Il tipo, la dimensione e l'uniformità dei cristalli formati durante la fase di tempra dell'indurimento ad induzione determinano la massima qualità del pezzo indurito. Il materiale subisce un cambiamento di fase da solido a cristallo chiamato trasformazione senza diffusione. Gli atomi si muovono essenzialmente contemporaneamente a una distanza molto breve. In acciaio, una struttura cristallina molto dura nota come martensite è di solito la forma finale desiderata dello strato superficiale. Cristalli martensitici si trovano anche in altri materiali induriti, compresa la ceramica.
Le applicazioni che richiedono superfici forti ma lisce e dure sono i candidati ideali per la tempra ad induzione. Trasmissione di componenti di automobili, ingranaggi in molte applicazioni, attrezzature che richiedono tolleranze strette, stampi e operazioni di produzione ad alta velocità che rifiniscono le parti traggono tutti vantaggio dalla doppia natura delle parti temprate ad induzione. Il processo è relativamente economico; il più grande costo operativo è lo stesso input di energia. I forni a induzione vanno da dimensioni da tavolo a capacità in grado di gestire i principali componenti del razzo. Risultati riproducibili e di alta qualità sono standard in queste operazioni.