锻造和铸造的区别.docxVIP

PAGE

1-

锻造和铸造的区别

一、锻造与铸造的基本概念

锻造是一种金属加工工艺，它通过高温加热金属，使其达到塑性状态，然后在压力作用下进行塑性变形，以改变金属的形状和尺寸。锻造的温度范围通常在750°C至1200°C之间，这个过程中，金属内部的微观结构会发生显著变化，从而提高其机械性能。例如，在锻造过程中，金属内部的晶粒会细化，这将显著提高材料的强度和韧性。锻造广泛应用于航空、汽车、机械制造等领域，如飞机的起落架、汽车的发动机曲轴等部件都采用锻造工艺制造。

铸造是一种将熔融金属倒入预先设计的模具中，待金属冷却凝固后取出成形的加工方法。铸造过程中，金属液在模具中冷却并凝固，形成所需的形状。铸造的温度范围通常在1200°C至1500°C之间，这个过程中，金属液会填充模具的细小缝隙，形成复杂形状的铸件。铸造工艺在工业中应用广泛，尤其是对于形状复杂、精度要求不高的铸件，如发动机缸体、水泵壳体等。

锻造与铸造在金属加工中扮演着重要角色，但它们在材料性能和加工成本上存在显著差异。锻造产品通常具有较高的强度和韧性，这是因为锻造过程中金属内部晶粒得到了细化，并且金属的流动方向与最终产品的使用方向相一致。例如，高速列车车轮采用锻造工艺，以提供更高的强度和韧性，确保运行安全。而铸造产品在形状复杂性和成本效益方面具有优势，铸铁由于其良好的铸造性能和成本效益，被广泛应用于制造机床床身、铸铁管等。

锻造和铸造在制造过程中也各有特点。锻造工艺需要高温加热和高压塑性变形，这要求锻造设备具有较高的功率和精度。锻造工艺对金属的纯净度要求较高，以避免产生气孔、夹渣等缺陷。相比之下，铸造工艺对金属的纯净度要求相对较低，且可以制造形状复杂的铸件。在铸造过程中，金属液会填充模具的细微缝隙，因此可以生产出形状复杂、尺寸精确的铸件。例如，铸造工艺可以生产出具有复杂内部结构的发动机缸体，满足现代发动机对性能和轻量化的要求。

二、锻造与铸造的过程与工艺

(1)锻造过程包括准备、加热、锻造和冷却等步骤。首先，金属原料需要经过预处理，如切割、去除表面缺陷等。加热阶段，金属被加热至塑性状态，以降低其抗变形能力。接着，金属在锻造机上进行塑性变形，如拔长、弯曲、扭转等，以改变其形状和尺寸。最后，通过冷却处理，使金属达到所需的力学性能和尺寸精度。

(2)铸造过程则包括熔炼、浇注、凝固、冷却和清理等环节。熔炼阶段，金属原料在高温下熔化成液态。随后，熔融金属被浇注到预先准备好的模具中，模具通常由砂、金属或塑料等材料制成。在凝固过程中，金属液逐渐冷却并凝固成固态，形成所需的形状。之后，铸件需要经过冷却和硬化处理，以获得稳定的尺寸和力学性能。最后，铸件表面和内部缺陷通过机械加工或化学方法进行清理。

(3)锻造过程中，金属的加热和变形是关键环节。加热温度和速度、锻造压力和时间等因素都会影响最终产品的质量。锻造设备如锤、挤压机、拉伸机等，能够提供不同的变形能力和精度。在铸造过程中，模具的质量和精度对铸件的质量影响较大。模具的材料、设计、浇注系统和冷却系统等因素都会影响铸件的尺寸精度和表面质量。此外，铸造工艺中的熔炼、浇注和冷却过程对铸件的组织结构和性能也有重要影响。

三、锻造与铸造的优缺点与应用领域

(1)锻造的优点在于能够显著提高金属材料的强度和韧性，通过塑性变形使金属内部的晶粒细化，从而增强其机械性能。此外，锻造工艺适用于生产形状简单、尺寸较大的金属部件，如汽车发动机曲轴、飞机起落架等。然而，锻造工艺对设备要求较高，需要高温加热和高压塑性变形，这使得生产成本相对较高。锻造工艺的适用范围有限，主要限于低碳钢、合金钢等塑性较好的金属材料。

(2)铸造工艺具有成本效益高、适用范围广的特点，尤其适用于生产形状复杂、尺寸精度要求不高的铸件。铸造工艺可以制造出各种复杂形状的铸件，如发动机缸体、泵体等。然而，铸造产品的力学性能通常低于锻造产品，因为铸造过程中金属液冷却速度较快，晶粒粗大。此外，铸造工艺容易产生气孔、夹杂等缺陷，影响铸件的质量和使用寿命。

(3)锻造和铸造在应用领域上各有侧重。锻造工艺广泛应用于航空、汽车、机械制造等领域，特别是在高强度、高韧性要求的部件制造中。铸造工艺则广泛应用于家电、建筑、能源等行业，如铸铁管、铸钢阀门等。近年来，随着技术的发展，锻造和铸造技术也在不断融合，如精密锻造、精密铸造等新型工艺，既保留了传统锻造和铸造的优点，又提高了产品的性能和精度。