热加工和冷加工基础知识介绍

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（1） 合金的熔炼 合金不同，其熔炼方式也不同。一般熔炼铸铁用冲天炉，熔炼铸 钢用三相电弧炉或中频感应炉，熔炼有色金属用坩埚炉等等。 1．铸铁的熔炼 铸铁的熔炼设备通常用冲天炉，这是由于冲天炉结构简单，操作 方便，熔炼效率较高而且成本低。但冲天炉熔炼的成分不易控制 ，质量不稳定，工作环境差。随着电力工业的发展，感应电炉熔 炼铸铁将得到越来越多的应用。
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•冷加工
通常指金属的切削加工。用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把
坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几
何形状、尺寸和表面质量的加工方法。任何切削加工都必须具备
3个基本条件:切削工具、工件和切削运动。切削工具应有刃口，
其材质必须比工件坚硬。不同的刀具结构和切削运动形式构成不
同的切削方法。用刃形和刃数都固定的刀具进行切削的方法有车
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2.1.2 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、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、 陶瓷型铸造，消失模铸造等）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。
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2.2 成型工艺 1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔 2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金 属液瞬间压入铸造型腔。
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2、铸造分类 2.1 造型方法 主要有砂型铸造和特种铸造2大类。 2.1.1 普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂， 包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用 以铸造。好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点 是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得 成品。 A、 砂型铸造方法：湿型砂机器造型方法、自硬树脂砂造型制芯 、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、实型铸造、负压造型、手 工造型。 B、砂芯制造方法：是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生 产条件进行选择的。在生产中，从总体上可分为手工制芯和机器 制芯。
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2．铸钢的熔炼 熔炼铸钢的设备有电弧炉、感应电炉、转炉等。在一般铸钢车间 里常用的是三相电弧炉和感应电炉。三相电弧炉是用三根石墨电 极与金属炉料间产生电弧，利用电弧的热量熔化金属。电弧炉的 容量（每次熔炼的钢液量）一般仅为5～15t，熔炼时间约2～4h 。电弧炉炼钢具有温度高、合金元素烧损较少、钢液成分易控制 、质量较好、熔炼时间短、操作方便、设备投资较少等优点，但 其消耗电能较多。电弧炉主要适合于中、小型铸钢件的生产。感 应电炉利用感应线圈中通过的交变电流产生磁场，在金属炉料内 产生感应电流，使金属炉料发出热量而熔化。感应电炉炼钢具有 合金元素烧损少，成分、温度容易控制，钢液吸收气体少、质量 好，熔炼速度快、操作简便，能耗少等优点，但设备投资大、容 量小。主要用于各种合金钢的中、小型铸件的生产。
在金属工艺学中，冷加工则指在低于再结晶温度下使金属产 生塑性变形的加工工艺，如冷轧、冷拔、冷锻、冷挤压、冲压等 。冷加工在使金属成形的同时，通过加工硬化提高了金属的强度 和硬度。
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二、铸造成型
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1、铸造定义 铸造－熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获 得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 铸造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、尺寸和性能的铸件的工艺过 程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的 降低了成本并在一定程度上减少了制作时间．铸造是现代装置制 造工业的基础工艺之一。
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3．铸造有色合金的熔炼 铸造有色合金包括铝、铜等。由于有色合金大多熔点低，容易
吸气和氧化，因此常采用坩埚炉熔炼、金属型浇注。常用的坩埚 炉有焦炭坩埚炉和电阻坩埚炉。熔炼有色合金时，为减少氧化和 吸气，应加入覆盖剂，使合金液与炉气隔离。熔炼后期为排除气 体和夹杂物，应对合金液进行精练，方法是向合金液通入惰性气 体或放入去气剂，进行去气精炼。通常，铝合金的精炼是向合金 液中通入氯气或加入六氯乙烷或加入氯化锌以形成Cl2、AlCl3、 HCl气泡，气泡上浮过程中将铝液中的气体及夹杂物等带出液面 ，以净化铝液；铜合金的精炼是向合金液中吹入干燥的氮气，氮 气气泡上浮时，将溶入合金液中的氢（铜合金液态下吸收的气体 主要是氢气）带走。精炼完毕，立即取样浇注试块，如试块表面 缩凹，而不是向外发胀，则表示气体已去净。
削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削和锯切等；用刃形和刃数都
不固定的磨具或磨料进行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和抛光
等。
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切削加工是机械制造中最主要的加工方法。虽然毛坯制造精 度不断提高，精铸、精锻、挤压、粉末冶金等加工工艺应用日广 ，但由于切削加工的适应范围广，且能达到很高的精度和很低的 表面粗糙度，在机械制造工艺中仍占有重要地位。
热加工和冷加工 三、锻造成型 四、焊接成型 五、机械加工
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一、加工的分类
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广义上的加工分为热加工和冷加工
•热加工 在金属学中，把高于金属再结晶温度的加工叫热加工。热加工可 分为金属铸造、热轧、锻造、焊接和金属热处理等工艺。有时也 将热切割、热喷涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形 的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善 零件的机械性能。 铸造、焊接是将金属熔化再凝固成型。 热扎、锻造是将金属加热到塑性变形阶段，再进行成型加工，如 合金钢需加热到形成均匀奥氏体后，进行热扎、锻造，温度低塑 性不好，易产生裂纹，温度过高金属件易过分氧化，影响加工件 质量。 金属热处理只改变金属件的金相组织，它包括：退火、正火、淬 火、回火等。
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2.3 工艺分类
1.砂型铸造 1.1潮模砂铸造（机械化造型）；1.2树脂自硬砂铸造；1.3水玻璃 自硬砂铸造；1.4覆模砂造型铸造。 2.精密铸造,又称失蜡铸造,熔模铸造 3.消失模铸造 4.压铸,又称压力铸造 5.离心铸造 6.石膏型铸造 7.连续铸造 8金属型铸造等
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3、铸造生产过程 随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展，不同的铸造方法有不同的 工艺过程内容。以应用最广泛的砂型铸造为例， 铸造生产主要包括以下几个过程： （1）合金的熔炼； （2）铸型的制造； （3）合金的浇注； （4）铸件的清理； （5）铸件的检验，如图所示。