Induktionshärdning

Induktionshärdning är en ythärdningsprocess där ytan av ett metallstycke, vanligtvis kol- eller legeringsstål, upphettas snabbt genom elektromagnetisk induktion och därefter kyls snabbt och kontrollerat för att bilda en hård yta med en mjuk kärna. Processen ger hög yt-hårdhet och bibehållen kärnduktighet, vilket gör metallen lämplig för slitstarka komponenter som utsätts för mekanisk belastning.

Principen bygger på att en växelströmskälla driver en induktionsspole runt arbetsstycket. Den resulterande virvelströmmen induceras i ytan och uppvärmningen blir särskilt ytlig på grund av skin-effekten. Ytan uppnår eller överstiger austenittemperaturen och kyls sedan snabbt; ytskiktet bildar martensit medan kärnan förblir mjukare beroende på kylhastighet och kolinnehåll.

Viktiga processparametrar är frekvens, effekt och spolegeometri som styr härdlagrets djup. Lägre frekvenser ger djupare härdning, högre frekvenser ytligare. Val av kylmedel (vatten, polymer, olja) påverkar distorsion och sprickrisk. Materialvalet är vanligtvis kol- och låglegerat stål med tillräcklig härdbarhet; härdlagrets djup är ofta mellan cirka 0,5 och 5 millimeter beroende på frekvens och applikation.

Fördelar med induktionshärdning inkluderar snabbhet, god repeterbarhet och begränsad termisk distortion jämfört med genomhärdning. Ingen stor ugn krävs, och processen kan anpassas för kontinuerlig eller batchvis produktion. Nackdelar är hög initial investering och risk för sprickor eller ytdistorsion om processen inte noggrant kontrolleras. Efter härdning följer ofta temperering för att uppnå önskad kombination av hårdhet och seghet; vanliga tillämpningar är kugghjul, axlar, kamaxlar och lagerkomponenter.