Trattamenti Termici: la tempra a induzione

La tempra a induzione è un trattamento superficiale di indurimento indicato per componenti destinati ad applicazioni con elevati sforzi e/o fenomeni di usura.
Tale trattamento prevede il riscaldamento rapido, per effetto Joule generato dalle correnti indotte, di un corpo metallico — buon conduttore di elettricità — posto entro un campo elettromagnetico variabile creato da un induttore.

Il riscaldo avviene senza contatto fisico: le correnti elettriche indotte riscaldano il materiale fino a temperature austenitiche in tempi brevissimi, definendo la profondità di indurimento desiderata.
Alla fase di riscaldamento segue una successiva fase di raffreddamento – tempra – che può avvenire per immersione o spruzzamento con ugelli direzionati, con diversi mezzi di tempra (aria soffiata, acqua o soluzioni polimeriche) in funzione della tipologia di acciaio (anche acciai da bonifica) e delle caratteristiche richieste.
Onde evitarne il surriscaldamento durante il funzionamento, la bobina di induzione viene generalmente raffreddata mediante il passaggio interno di acqua demineralizzata.

Industrialmente vengono utilizzati, per il riscaldo, generatori:

• a bassa frequenza ( < 2 kHz)
• a media frequenza ( 2 ÷ 30 kHz)
• ad alta frequenza ( > 150 kHz)

Lo spessore dello strato riscaldato è inversamente proporzionale alla frequenza: la bassa frequenza corrisponde a strati più profondi, l’alta frequenza indurisce solo pochi millimetri di profondità.

Questo trattamento incrementa la durezza superficiale e la resistenza all’usura, prolungando la vita dei componenti.
I principali vantaggi rispetto ai trattamenti in forno sono:

• Flessibilità: indurisce zone specifiche di qualsiasi geometria, senza alterare l’intero volume.
• Rapidità d’esecuzione: pochi secondi per riscaldo e raffreddamento.
• Integrazione in linea: uno dei rari trattamenti termici installabili direttamente in catena produttiva.

Il processo trova impiego in numerosi settori (automotive, ferroviario, navale, energetico, aerospaziale, meccanica pesante). Esempi di tempra localizzata:

• rulli, cilindri, colonne, alberi
• organi di trasmissione e potenza (ingranaggi, pignoni, cremagliere, ralle)
• ruote, carrucole, cabestani, pulegge
• traverse, guide e lame
• stampi e matrici