Vad är induktionshårdning?
Induktionshärdning är tillverkningsprocessen som producerar en ythärdning av ett ledande material genom att placera detta material i ett stort, snabbt fluktuerande magnetfält. Magnetfältet inducerar en tillfällig elektrisk ström som värmer upp materialet men endast till ett ganska grunt djup. Materialet släcks sedan omedelbart i ett bad. Uppvärmningen och plötslig kylning orsakar kristallbildning inom de yttersta lagren av materialet, men kärnmaterialet påverkas inte och behåller dess ursprungliga egenskaper. Denna dubbla natur är en viktig egenskap för induktionshärdning.
Härdningen av stål och andra metaller har länge åstadkommits genom att värma biten i en låga av något ursprung eller i en ugn och sedan snabbt släppa biten i vatten eller annat kylmedel. En härdad metall stickar inte lika lätt, glider lätt mot andra ytor och motstår slitage. Stycket är också mer sprött och kan lättare bryta eller krossa när det slås eller släpps. Genom att bara värma upp ytan erhålls hårdhetsegenskapen endast av ytan. Resten av stycket bibehåller styrkan hos originalmaterialet.
Uppvärmning av metall eller annat ledande material genom konduktans eller direkt värme får hela stycket att värmas på grund av att elektronerna är upphetsade och blir mer rörliga och flyter snabbt från varmare områden till kallare områden. Vid induktionshärdning "induceras" de yttre elektronerna att reagera på de fluktuerande magnetfälten genom att producera elektriska virvelströmmar. Dessa strömmar flyter i små cirklar när elektronerna svarar på magnetfältets ständigt föränderliga riktning. Värmen har inget sätt att ledas djupt in i materialet.
Typen, storleken och enhetligheten av kristallerna som bildades under det släckande steget med induktionshärdning bestämmer den härdade bitens slutliga kvalitet. Materialet genomgår en fasändring från ett fast ämne till en kristall som kallas en diffusionslös transformation. Atomerna rör sig väsentligen samtidigt på mycket kort avstånd. I stål är en mycket hård kristallin struktur känd som martensit vanligtvis den önskade slutliga formen av ytlagret. Martensitiska kristaller finns också i andra härdade material, inklusive keramik.
Användningar som kräver starka men släta, hårda ytor är idealiska kandidater för induktionshärdning. Driv-tågkomponenter i bilar, växlar i många applikationer, verktyg som kräver nära toleranser, formar och höghastighetstillverkningsprocesser som trimmar alla fördelar av den dubbla karaktären av induktionshärdade delar. Processen är relativt billig; den största driftskostnaden är själva energiingången. Induktionsugnar går från bordsstorlekar till kapaciteter som kan hantera stora raketkomponenter. Reproducerbara, högkvalitativa resultat är standard i dessa operationer.