Erwärmung eines Bauteils durch Induktion, gefolgt von einer Öl- oder Wasserabschreckung.
Bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,4/0,5 % ist es möglich, durch Induktionshärtung einen harten Einsatz zur Verschleißfestigkeit oder zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit zu erzielen. Eine Induktionsspule aus Kupfer umgibt das Werkstück, und die Oberflächentemperatur wird durch die Erwärmung des induzierten elektromagnetischen Stroms in der Oberfläche des Werkstücks in wenigen Sekunden auf über die obere kritische Temperatur angehoben. Ein Abschreckspray folgt dem Induktor und sorgt für eine schnelle Abkühlung, um eine vollständige Umwandlung der erhitzten Oberfläche zu erreichen.
Die Eindringtiefe der Wärme und damit der Härtungseffekt ist proportional zur Frequenz des Stroms im Induktor, zur erzeugten Leistung, zur Stahlzusammensetzung des Werkstücks und zur Erwärmungs- oder Verweilzeit. Daher können mit einem Generator, der mit einer bestimmten Frequenz arbeitet, verschiedene Härtetiefen erzielt werden. Bei der "Einstellung" des zu härtenden Werkstücks ist beträchtliches Geschick erforderlich, um die ideale Kombination aus Verweilzeit und Abschreckverzögerung zu erreichen, so dass ein optimales Einsatz-Kern-Härteprofil entsteht. Einmal programmiert, können moderne Handhabungsgeräte auch von weniger qualifiziertem Personal bedient werden.
Es gibt zwei Hauptmethoden des Induktionshärtens, das "Single-Shot" -Härten, bei dem der gesamte zu härtende Bereich auf einmal erwärmt wird, z. B. kleine Zahnräder oder Wellen, die in der Induktionsspule gedreht werden, und der gesamte Umfang erwärmt und abgeschreckt wird. Alternativ kann das Werkstück, wie bei langen Wellen, traversiert werden, wobei der zu härtende Bereich schrittweise durch eine sich bewegende Spule, gefolgt von einem Abschreckring, erwärmt und abgeschreckt wird, oder im Falle von Zahnrädern die Zahn-um-Zahn-Methode des Härtens. Mit diesem Verfahren können Oberflächenhärten zwischen 50 und 60 Rc erreicht werden, je nach Stahlzusammensetzung des Werkstücks.
Da beim Induktionshärten nur elektrische Energie zur Erwärmung der Oberflächenzone eines Bauteils verwendet wird, ist es die energie- und damit kosteneffizienteste Methode zur Oberflächenhärtung vieler Bauteile. Als Einzelteilverfahren hat es den Nachteil, dass es bei kleinen Mengen von Bauteilen arbeitsintensiv sein kann. Hochfrequenz-Induktionsanlagen (HF) werden für die Wärmebehandlung von kleinen Bauteilen mit einem Durchmesser von bis zu 2 Zoll oder für die örtliche Flankenhärtung von Bereichen größerer Bauteile verwendet, während Induktionsanlagen mit mittlerer Frequenz (MF) für die Wärmebehandlung größerer Bauteile eingesetzt werden. Das HF-Verfahren ist besonders geeignet, wenn große Mengen von Bauteilen mit relativ einfacher Form, wie Stifte, Buchsen, Bolzen und Nockenwellen, gehärtet werden müssen. Automatisierte Handhabungsgeräte können problemlos eingesetzt werden, und die resultierende Härteanlage kann leicht in eine Fertigungsstraße neben den Bearbeitungs- und Endbearbeitungsstationen integriert werden. Die Effektivität des Induktionshärtens hängt von der Herstellung einer eng anliegenden Kupferinduktionsspule ab, was beträchtliche Produktkenntnisse und Fertigkeiten erfordert. Die elektronische Steuerung der Stromzufuhr ermöglicht die Kontrolle des Temperaturverlaufs, aber das Induktionsverfahren hat den Nachteil, dass der Spitzeneffekt scharfer Kanten eine lokale Überhitzung verursacht und sogar zu lokalem Schmelzen führen kann. Daher ist Vorsicht geboten, wenn Bauteile scharfe Kanten haben oder Details wie Gewinde oder Sicherungsringnuten enthalten. Die Abschreckung wird durch ein gekoppeltes Abschreckmittel-Sprühsystem erreicht, das der Heizspirale dicht folgt, während beide die Bauteiloberfläche durchqueren, wobei normalerweise proprietäre Ölmischungen oder Polymer-Abschreckmittel verwendet werden. Härtetiefen von bis zu 1 mm werden in der Regel mit dem HF-Verfahren erreicht, während MF-Sätze wirtschaftlich Härtetiefen von bis zu 5 mm ermöglichen. Das letztgenannte Verfahren wird bei großen Bauteilen wie Wellen und Zahnrädern angewandt, die Zahn für Zahn flankengehärtet werden können.