感应加热的机理与特性
感应加热是利用铁磁体在交变磁场中，因电磁感应原理，在被加热工件内部产生感应电流，继而转变为热能，达到自身加热的目的。感应加热由于效率高、加热速度快，从而在加热过程中减少了金属的氧化损失，使得模具的损耗减少，寿命延长。其作业条件洁净，节约能源，并能保证产品质量，易于实现机械化自动化，更有利于最充分发挥高效锻压机的作用，因而得到广泛地推广和应用。
（一）感应加热时的电流穿透深度
在感应加热过程中，实际上是电磁感应过程和热传导过程的综合体现。在交变磁场内，感应电流在工件截面上的分布是不均匀的，主要集中在工件表面，称为“集肤效应”，进入线圈（感应器）的交变电流频率越高，集肤效应越显著。因而使得热量产生于表层，逐渐地向工件中心延伸，由于热与电流是恰相适应，因而近似地呈下降的指数函数曲线。当电流值下降到最大值的37%这一点时，它与表面之间的距离，称为电流穿透深度。感应电流的分布函数曲线如图9-3-16所示。
图9-3-16 感应电流的分布函数曲线
其中，电流穿透表层厚度δ，按方程式简化为
式中 f——电流频率（Hz）；
ρ——工件材料的电阻率（10-6Ω·m）；
μr——相对磁导率。
由上式可知，热态时电流透入深度与电流频率的平方根呈反比，即电流频率越高，则电流穿透深度越小，可见工频适宜于大件，厚件的加热，而高频感应加热只能适用于小件，薄件的加热。
（二）金属材料的电阻率ρ
一般金属材料的ρ随温度的升高而增大，电流穿透深度也随之增大。不同材料在不同温度下的电阻率见表9-3-12及图9-3-17所示。
表9-3-12 某些金属的电阻率 （单位：10-6Ω·m）
图9-3-17 电阻率ρ随温度的变化曲线
（三）磁导率μr
表征磁性材料的特性是其磁导率。磁导率的大小取决于材料的化学组分、晶粒结构、温度和磁场强度等。当磁场强度一定时，材料的磁导率随着温度的升高而下降，开始时下降很慢，到达某一临界温度（居里点）时，便急剧下降到等于1，并继续保持不变。但各种材料的居里点并不一致，见表9-3-13。
磁导率μr的计算。
对于碳钢，当磁场强度H＞4000A/m时
μr=5×5H-0.894
电流穿透深度也可以应用诺模图来计算，如图9-3-18所示。
表9-3-13 几种材料的居里点
图9-3-18 电流穿透深度计算图