Co to jest hartowanie indukcyjne?
Hartowanie indukcyjne to proces produkcyjny, który powoduje utwardzenie powierzchniowe materiału przewodzącego poprzez umieszczenie tego materiału w dużym, szybko zmieniającym się polu magnetycznym. Pole magnetyczne indukuje tymczasowy prąd elektryczny, który ogrzewa materiał, ale tylko na dość małej głębokości. Materiał jest następnie natychmiast chłodzony w kąpieli. Nagrzewanie i nagłe chłodzenie powoduje tworzenie kryształów w najbardziej zewnętrznych warstwach materiału, ale materiał rdzenia pozostaje nienaruszony i zachowuje swoje pierwotne właściwości. Ta podwójna natura jest kluczową cechą hartowania indukcyjnego.
Hartowanie stali i innych metali od dawna osiąga się przez ogrzewanie elementu w płomieniu jakiegoś pochodzenia lub w piecu, a następnie szybkie upuszczenie elementu w wodzie lub innym płynie chłodzącym. Utwardzony metal nie pęka tak łatwo, ślizga się po innych powierzchniach i jest odporny na zużycie. Kawałek jest również bardziej kruchy i może łatwiej pękać lub pękać po uderzeniu lub upuszczeniu. Poprzez ogrzewanie tylko powierzchni charakterystyka twardości jest uzyskiwana tylko przez powierzchnię. Pozostała część utworu zachowuje wytrzymałość oryginalnego materiału.
Ogrzewanie metalu lub innego materiału przewodzącego przez przewodnictwo lub bezpośrednie ciepło powoduje ogrzanie całego elementu, ponieważ elektrony są wzbudzone i stają się bardziej ruchome, szybko przepływając z cieplejszych obszarów do chłodniejszych. Podczas hartowania indukcyjnego elektrony zewnętrzne są „indukowane” w celu reagowania na zmienne pola magnetyczne poprzez wytwarzanie elektrycznych prądów wirowych. Prądy te płyną w drobnych kręgach, gdy elektrony reagują na ciągle zmieniający się kierunek pola magnetycznego. Ciepło nie ma środków, które mogłyby zostać głęboko wprowadzone w materiał.
Rodzaj, wielkość i jednorodność kryształów powstających podczas hartowania indukcyjnego hartowania determinują najwyższą jakość utwardzonego elementu. Materiał ulega przemianie fazowej ze stałej w krystaliczną, zwanej transformacją bezdyfuzyjną. Atomy poruszają się zasadniczo jednocześnie na bardzo niewielkiej odległości. W stali bardzo twarda struktura krystaliczna znana jako martenzyt jest zwykle pożądaną ostateczną formą warstwy powierzchniowej. Kryształy martenzytyczne znajdują się również w innych utwardzonych materiałach, w tym w ceramice.
Aplikacje wymagające mocnych, ale gładkich, twardych powierzchni są idealnymi kandydatami do hartowania indukcyjnego. Komponenty układu napędowego w samochodach, przekładnie do wielu zastosowań, oprzyrządowanie wymagające ścisłych tolerancji, formy i operacje produkcyjne o dużej prędkości, które trymują części, korzystają z podwójnego charakteru części hartowanych indukcyjnie. Proces jest stosunkowo tani; największym kosztem operacyjnym jest sam wkład energii. Piece indukcyjne pracują od rozmiarów blatów po pojemności, które mogą obsługiwać główne elementy rakiet. Powtarzalne, wysokiej jakości wyniki są standardem w tych operacjach.