高周波焼入れ
交流電流を流して磁界を発生させるためのもの。ここに交流電源を繋いで使う。コイルに流す周波数・電流・時間などは、希望する焼入れ深さや焼入れする金属の大きさ、抵抗値などによって決める。
流す交流電流の周波数は、下は 1 kHz から上は数 MHz までかけることがあるが、周波数を高くするとコイル自身も相当加熱するため、コイルの冷却も必要になる。コイルの冷却は、コイル内部に水を通して冷却する液冷が主に使われる。
特に同じ材料を高周波焼入れする際でも、完成品の性質を決める大きな要素の1つが、コイルに流す周波数である。コイルに流す電流の周波数と金属の焼入れ深さは互いに反比例するため、高い周波数にするほど表面のみ焼入れされて内部は元の状態が保たれ、逆に、低い周波数にするほど内部まで焼入れが進む。そのため、希望する焼入れ深さにより周波数を調整する。表皮効果の発熱層の深さは、δ[cm] を発熱層深さ、ρ[Ω⋅cm] を電気抵抗率、μ[%] を透磁率、f[Hz] を電流周波数としたとき、以下の式で求めることができる。
δ = 5.03 × 10 3 ρ μ f {\displaystyle \delta =5.03\times 10^{3}{\sqrt {\frac {\rho }{\mu f}}}}
コイルの形状は、被加工品の寸法・形状に合わせて最適なものにする必要がある。焼入れ箇所の輪郭とコイルの隙間、コイルの高さ・巻数により、加熱効率が変化する。大まかな形状種類としては、軸の表面に焼入れする際は外面コイル、平板に焼入れする際は平面コイル、パイプの内部などに焼入れする際は内面コイルなどがある。