Le durcissement par induction est le processus de fabrication qui produit un durcissement de surface d’un matériau conducteur en plaçant ce matériau dans un champ magnétique important et fluctuant rapidement. Le champ magnétique induit un courant électrique temporaire qui chauffe le matériau mais seulement à une faible profondeur. Le matériau est ensuite immédiatement trempé dans un bain. Le chauffage et le refroidissement soudain provoquent la formation de cristaux dans les couches les plus externes du matériau, mais le matériau central n’est pas affecté et conserve ses propriétés d’origine. Cette double nature est une caractéristique clé de la trempe par induction.
Le durcissement des aciers et autres métaux a longtemps été accompli en chauffant la pièce dans une flamme d’une certaine origine ou dans un four, puis en plongeant rapidement la pièce dans de l’eau ou un autre liquide de refroidissement. Un métal durci ne se creuse pas aussi facilement, glisse plus facilement contre d’autres surfaces et résiste à l’usure. La pièce est également plus fragile et pourrait se briser ou se briser plus facilement lorsqu’elle est frappée ou laissée tomber. En chauffant uniquement la surface, la caractéristique de dureté n’est acquise que par la surface. Le reste de la pièce conserve la résistance du matériau d’origine.
Le chauffage d’un métal ou d’un autre matériau conducteur par conductance ou chaleur directe fait chauffer toute la pièce car les électrons sont excités et deviennent plus mobiles, s’écoulant rapidement des zones les plus chaudes vers les zones les plus froides. Lors du durcissement par induction, les électrons externes sont induits à réagir aux champs magnétiques fluctuants en produisant des courants de Foucault électriques. Ces courants circulent en minuscules cercles lorsque les électrons réagissent à la direction en constante évolution du champ magnétique. La chaleur n’a pas de moyen d’être conduite profondément dans le matériau.
Le type, la taille et l’uniformité des cristaux formés pendant l’étape de trempe de la trempe par induction déterminent la qualité ultime de la pièce durcie. Le matériau subit un changement de phase d’un solide à un cristal appelé transformation sans diffusion. Les atomes se déplacent essentiellement simultanément sur une très courte distance. Dans l’acier, une structure cristalline très dure connue sous le nom de martensite est généralement la forme finale souhaitée de la couche de surface. On trouve également des cristaux martensitiques dans d’autres matériaux durcis, notamment la céramique.
Les applications qui nécessitent des surfaces dures mais lisses et dures sont des candidats idéaux pour le durcissement par induction. Les composants de transmission dans les automobiles, les engrenages dans de nombreuses applications, les outils nécessitant des tolérances étroites, les moules et les opérations de fabrication à grande vitesse qui coupent les pièces bénéficient tous de la double nature des pièces trempées par induction. Le processus est relativement peu coûteux; le coût d’exploitation le plus important est l’apport d’énergie lui-même. Les fours à induction vont des tailles de table aux capacités pouvant gérer les principaux composants de fusée. Des résultats reproductibles et de haute qualité sont la norme dans ces opérations.