La tempra a 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 ridotta. Il materiale viene quindi immediatamente raffreddato in un bagno. Il riscaldamento e il raffreddamento improvviso provocano la formazione di cristalli all’interno degli strati più esterni del materiale, ma il materiale del nucleo non viene alterato e mantiene le sue proprietà originali. Questa doppia natura è una caratteristica fondamentale 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 si scricca facilmente, scivola più facilmente su altre superfici e resiste all’usura. Il pezzo è anche più fragile e potrebbe rompersi o frantumarsi più facilmente se colpito o lasciato cadere. Riscaldando solo la superficie, la caratteristica di durezza viene acquisita solo dalla superficie. Il resto del pezzo mantiene la forza del materiale originale.
Il riscaldamento di un metallo o altro materiale conduttivo mediante conduttanza o calore diretto provoca il riscaldamento dell’intero pezzo perché gli elettroni vengono eccitati e diventano più mobili, scorrendo rapidamente da aree più calde a aree più fredde. Nella tempra ad induzione, gli elettroni esterni sono “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 della tempra ad induzione determinano la qualità ultima del pezzo temprato. Il materiale subisce un cambiamento di fase da solido a cristallo chiamato trasformazione senza diffusione. Gli atomi si muovono essenzialmente simultaneamente per una distanza molto breve. Nell’acciaio, una struttura cristallina molto dura nota come martensite è solitamente la forma finale desiderata dello strato superficiale. I cristalli martensitici si trovano anche in altri materiali induriti, compresa la ceramica.
Le applicazioni che richiedono superfici resistenti ma lisce e dure sono candidati ideali per la tempra a induzione. I componenti della trasmissione nelle automobili, gli ingranaggi in molte applicazioni, gli utensili che richiedono tolleranze strette, gli stampi e le operazioni di produzione ad alta velocità che tagliano le parti beneficiano tutti della duplice natura delle parti temprate a induzione. Il processo è relativamente poco costoso; il più grande costo operativo è l’input di energia stesso. I forni a induzione vanno da dimensioni da tavolo a capacità in grado di gestire i principali componenti dei razzi. Risultati riproducibili e di alta qualità sono standard in queste operazioni.