Question

铸造零件与锻造零件相比有何优缺点？设计时如何选择？

Answer 1

铸造和锻造的区别：
一、铸造：
1、铸造：就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。
2、铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。
3、但铸造生产所需的材料(如金属、木材、燃料、造型材料等)和设备(如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机、铸铁平板等)较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。
4、铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13～前10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件――晋国铸鼎(约270千克重)。公元8世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后，铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先后开发出球墨铸铁，可锻铸铁，超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等铸造金属材料，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。
5、铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。
6、铸造工艺通常包括：①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属(铸造合金)主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造铸铁件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足等
1、气孔：气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将 会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。 　　防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。 　　2、粘砂：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命 。 　　防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。 3、夹砂：在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。 　　铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。 4、砂眼 ：在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。 　　5、胀砂 ：浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时 的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力 。 　　6、冷隔和浇不足 ：液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足 时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。 　　防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。 　　铸造缺陷的解决方法：铸造缺陷如气孔、缩孔、砂眼、粘砂和裂纹等，铸造缺陷一直是铸造行业无法避免和难以解决的问题。修复不合格铸件，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料。有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本。采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
二、锻造：
1、锻造：是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
2、锻压的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
3、锻造按成形方法可分为：①开式锻造(自由锻)。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁(砧块)间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。②闭模式锻造。金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，可分为模锻、冷镦、旋转锻、挤压等。按变形温度锻造又可分为热锻(加工温度高于坯料金属的再结晶温度)、温锻(低于再结晶温度)和冷锻(常温)。
4、锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、钛、铜等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属等。金属在变形前的横断面积与变形后的模断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比对提高产品质量、降低成本有很大关系
锻造因为他的反复压制，让纤维连续融合，还有锻压有细化金属晶粒的作用，因此强度大于铸件

Answer 2

铸造零件易产生气孔、裂纹、缩松缺欠，不适于重要部件。锻造零件铸锭时产生的缺欠经锻造已分散，无应力集中现象，可做重要件。但是，铸造可做复杂部件。

Answer 3

铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸、成分、组织和性能铸件的成形方法。有宿松、不致密，不适应重要件；
锻造：在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。 致密，重要件。

Answer 4

一些形状复杂的零件（如曲面），用机加工的方法来加工太繁琐、甚至无法加工出来，这时可采用铸造的方法来完成，在成批量的生产中，铸造的优势尤其明显，因为只要制造出一套模型，就可以铸造出成千上万个完全相同的零件。
铸造的缺点是：其内部组织不够紧密，所以机械性能不是很高。
锻造是金属材料在冲击力或压力下发生塑性变形的工艺，材料在力的作用下内部组织结构非常紧密，并可以通过所施加力的方向，来使材料内部组织呈定向纤维形，所以它的单位体积承载能力要比铸件高得多，凡是受力较大的重要工件均为锻造成型。
铸造与锻造相比，锻造的成本要高一些。