Induction hardening of components for the aerospace industry

Induction heating has been widely used for heat treating and especially surface hardening in a broad variety of applications, ranging from the automotive to the renewable energy market. However, the lack of precise knowledge about the interrelation between all the concurrent physical phenomena occurring within the part during the heating cycle has restricted its use to mass-production items (mostly gears). The benets of this technology, which is clean, repeatable, and cost-eective, could boost its introduction into more conservative industry sectors, such as aerospace, where furnace-based treatments (e.g., carburizing) represent the golden standard. The major limitation is related to the optimization of the induction hardening process, which usually requires signicant material know-how and can thus be very long and expensive. Computer simulation could provide a general tool for understanding and improving the critical aspects of each step of the process, thus speeding up the preading of the induction technology into new markets.

Il riscaldamento a induzione è stato diffusamente impiegato nel settore dei trattamenti termici di componenti per i settori automobilistico ed eolico, in particolare per la tempra di indurimento in una varietà di applicazioni. I principali vantaggi legati all'utilizzo di questa tecnologia risiedono nell'elevato grado di ripetibilità ottenibile nel prodotto trattato, unitamente alla elevata velocità ed automazione di trattamento, fattori entrambi in grado di garantire una produzione efficiente e dal ridotto impatto ambientale. Tuttavia, a causa degli elevati requisiti di qualità del prodotto nito e dei ristretti quantitativi prodotti, alcuni settori industriali rimangono ancor oggi legati ai tradizionali processi di cementazione in forno, che risultano piuttosto dispendiosi per la lunga durata del trattamento termico ed il numero di operazioni di rettica necessarie a valle dello stesso. L'impiego di metodologie di simulazione numerica al calcolatore permette un'accurata messa a punto del processo di tempra a induzione attraverso prove sperimentali mirate, che ne consentano una rapida implementazione a nuovi settori applicativi.