Induktionshärten ist der Herstellungsprozess, der eine Oberflächenhärtung eines leitfähigen Materials erzeugt, indem dieses Material in ein großes, schnell fluktuierendes Magnetfeld eingebracht wird. Das Magnetfeld induziert einen vorübergehenden elektrischen Strom, der das Material erhitzt, jedoch nur bis zu einer relativ geringen Tiefe. Das Material wird dann sofort in einem Bad abgeschreckt. Das Erhitzen und plötzliche Abkühlen verursacht Kristallbildung in den äußersten Schichten des Materials, aber das Kernmaterial bleibt unberührt und behält seine ursprünglichen Eigenschaften. Diese Doppelnatur ist ein Schlüsselmerkmal des Induktionshärtens.
Das Härten von Stählen und anderen Metallen wird seit langem durch Erhitzen des Stücks in einer Flamme irgendeines Ursprungs oder in einem Ofen und dann schnelles Eintauchen des Stücks in Wasser oder ein anderes Kühlmittel erreicht. Ein gehärtetes Metall kratzt nicht so leicht, gleitet leichter gegen andere Oberflächen und ist verschleißfest. Das Stück ist auch spröder und könnte beim Schlagen oder Herunterfallen leichter brechen oder zerbrechen. Durch Erhitzen nur der Oberfläche wird die Härtecharakteristik nur von der Oberfläche übernommen. Der Rest des Stückes behält die Stärke des ursprünglichen Materials.
Das Erhitzen eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials durch Leitfähigkeit oder direkte Hitze bewirkt, dass sich das gesamte Teil erwärmt, da die Elektronen angeregt werden und beweglicher werden und schnell von heißeren Bereichen in kühlere Bereiche fließen. Beim Induktionshärten werden die äußeren Elektronen „induziert“, um auf die schwankenden Magnetfelder zu reagieren, indem sie elektrische Wirbelströme erzeugen. Diese Ströme fließen in winzigen Kreisen, während die Elektronen auf die sich ständig ändernde Richtung des Magnetfelds reagieren. Die Wärme kann nicht tief in das Material geleitet werden.
Die Art, Größe und Gleichmäßigkeit der während des Abschreckschritts des Induktionshärtens gebildeten Kristalle bestimmen die endgültige Qualität des gehärteten Teils. Das Material durchläuft eine Phasenänderung von einem Festkörper zu einem Kristall, die als diffusionslose Umwandlung bezeichnet wird. Die Atome bewegen sich im Wesentlichen gleichzeitig über eine sehr kurze Strecke. Bei Stahl ist ein sehr hartes kristallines Gefüge, bekannt als Martensit, in der Regel die gewünschte Endform der Randschicht. Martensitische Kristalle finden sich auch in anderen gehärteten Materialien, einschließlich Keramik.
Anwendungen, die starke, aber glatte, harte Oberflächen erfordern, sind ideale Kandidaten für das Induktionshärten. Antriebsstrangkomponenten in Automobilen, Zahnräder in vielen Anwendungen, Werkzeuge, die enge Toleranzen erfordern, Formen und Hochgeschwindigkeits-Fertigungsvorgänge, die Teile trimmen – alle profitieren von der Doppelnatur induktionsgehärteter Teile. Das Verfahren ist relativ kostengünstig; Die größten Betriebskosten sind der Energieeinsatz selbst. Induktionsöfen reichen von Tischgrößen bis hin zu Kapazitäten, die große Raketenkomponenten verarbeiten können. Reproduzierbare, qualitativ hochwertige Ergebnisse sind bei diesen Operationen Standard.