常见金属制品加工工艺:锻造、铸造、冲压有啥区别?

金属制品无处不在,小到钥匙、螺丝,大到汽车、机床,不同的加工工艺决定了产品的功能和用途。最常见的金属加工工艺有锻造、铸造、冲压三种,搞清楚它们的区别,能更好地理解金属制品的生产过程。
锻造是 “硬碰硬” 的加工方式,通过外力挤压金属使其变形,适合制作强度要求高的产品。锻造时先将金属坯料加热到高温,使其变软,然后用锻锤或压力机施加压力,将坯料锻打成所需的形状,比如扳手、齿轮、曲轴等。锻造分为自由锻和模锻:自由锻是在无模具的情况下手工或机械锻造,适合小批量、大型件生产;模锻是将坯料放入模具中锻造,精度高、效率快,适合大批量生产。锻造的优点是金属内部组织紧密,强度和韧性好,不易断裂;缺点是只能加工简单形状,复杂零件难以一次成型,后续还需要切削加工。
铸造是 “液态成型” 工艺,把金属融化成液体,倒入模具中冷却成型,适合制作形状复杂的产品。铸造的原料可以是铁、钢、铝、铜等,常见的铸造方法有砂型铸造、压铸、熔模铸造等。砂型铸造用沙子制作模具,成本低、操作简单,适合生产机床床身、发动机缸体等大型复杂件;压铸是用高压将金属液压入金属模具,速度快、精度高,适合生产铝合金、锌合金的小型零件,比如手机外壳、玩具零件;熔模铸造是用蜡制作模型,再涂覆多层耐火材料制成模具,能生产精度极高的零件,比如涡轮叶片、首饰。铸造的优点是能做出复杂的形状和内腔,成本相对较低;缺点是金属内部可能有气孔、砂眼,强度不如锻造件。
冲压是 “冷加工” 工艺,利用模具对金属板材施加压力,使其产生塑性变形,适合制作薄板类产品。冲压常用的材料有钢板、铝板、铜板等,工艺包括冲孔、折弯、拉伸、成型等。比如不锈钢餐盘是通过拉伸工艺制成的,先将钢板放在模具中,用压力机压成餐盘的形状;螺丝垫片是通过冲孔工艺,从钢板上冲裁出来的;电脑机箱的外壳则是经过折弯、冲孔等多道冲压工序制成的。冲压的优点是效率极高,每分钟能生产几十到几百件,产品精度高、一致性好;缺点是模具成本高,适合大批量生产,小批量生产不划算。
实际生产中,很多金属制品会结合多种工艺,比如汽车曲轴先锻造毛坯,再进行切削加工;手机中框先压铸成型,再进行冲压和抛光。选择哪种工艺,主要看产品的形状、材质、精度要求和生产批量。