Индукционная закалка — это производственный процесс, который обеспечивает поверхностную закалку проводящего материала путем помещения этого материала в большое, быстро меняющееся магнитное поле. Магнитное поле индуцирует временный электрический ток, нагревающий материал, но только на небольшую глубину. Затем материал немедленно охлаждают в ванне. Нагрев и внезапное охлаждение вызывают образование кристаллов в самых внешних слоях материала, но материал сердцевины не изменяется и сохраняет свои первоначальные свойства. Эта двойная природа является ключевой характеристикой индукционной закалки.
Закалка стали и других металлов долгое время осуществлялась путем нагревания детали в пламени какого-либо источника или в печи, а затем быстрого опускания детали в воду или другой хладагент. Закаленный металл не так легко выдалбливается, легче скользит по другим поверхностям и сопротивляется износу. Кусок также более хрупкий и может легче сломаться или разбиться при ударе или падении. При нагреве только поверхности характеристика твердости приобретается только поверхностью. Остальная часть изделия сохраняет прочность исходного материала.
Нагрев металла или другого проводящего материала за счет проводимости или прямого нагрева приводит к нагреву всей детали, потому что электроны возбуждаются и становятся более подвижными, быстро перетекая из более горячих областей в более холодные. При индукционной закалке внешние электроны «заставляются» реагировать на флуктуирующие магнитные поля, создавая электрические вихревые токи. Эти токи текут по крошечным кругам, когда электроны реагируют на постоянно меняющееся направление магнитного поля. У тепла нет средств для проведения глубоко в материал.
Тип, размер и однородность кристаллов, образующихся на этапе закалки индукционной закалки, определяют конечное качество закаленного изделия. Материал претерпевает фазовое превращение из твердого в кристаллическое, называемое бездиффузионным превращением. Атомы перемещаются по существу одновременно на очень короткое расстояние. В стали очень твердая кристаллическая структура, известная как мартенсит, обычно является желаемой конечной формой поверхностного слоя. Мартенситные кристаллы также встречаются в других закаленных материалах, включая керамику.
Применение, требующее прочных, но гладких, твердых поверхностей, идеально подходит для индукционной закалки. Компоненты трансмиссии в автомобилях, зубчатые колеса во многих приложениях, инструменты, требующие жестких допусков, пресс-формы и высокоскоростные производственные операции, которые обрезают детали, — все это выигрывает от двойной природы деталей, закаленных индукционным способом. Процесс относительно недорогой; самые большие эксплуатационные расходы — это сама потребляемая энергия. Индукционные печи имеют размеры от настольных до мощностей, позволяющих обрабатывать основные компоненты ракет. Воспроизводимые высококачественные результаты являются стандартом для этих операций.
