​各種金屬（shǔ）材料成形工藝，還有（yǒu）比這更齊全的嗎？

材料成形方法是零件（jiàn）設計的重要內容，也（yě）是製造者們極度關心的問題，更是（shì）材料加工過程中的關鍵因素，今天就（jiù）帶（dài）大家（jiā）來看看金屬成（chéng）形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的（de）鑄型型腔中，待其冷卻凝（níng）固，以獲得毛坯或零件的生產方（fāng）法，通常（cháng）稱為（wéi）金屬液態成形或（huò）鑄造。

工藝流程：液體金屬→充（chōng）型→凝固收縮→鑄件（jiàn）

工藝特點：

1、可生產形狀（zhuàng）任意複雜的製件，特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適（shì）應性強（qiáng），合金種類不受限製（zhì），鑄件大小幾乎不（bú）受限製（zhì）。

3、材料來源（yuán）廣，廢品可重熔（róng），設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較（jiào）低、勞動條件差。

鑄造分類 ：

（1）砂型（xíng）鑄造（sand casting）

砂型鑄造（zào）：在砂（shā）型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝（yì）流程：

砂型鑄造工藝流程

技（jì）術（shù）特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低（dī）；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂（shā）型鑄造是（shì）製造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽車的發動機（jī）氣（qì）缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件（jiàn）

（2）熔（róng）模鑄（zhù）造(investmentcasting)

熔模鑄造：通（tōng）常（cháng）是指在易（yì）熔材料製成模樣，在模樣表麵包覆若幹（gàn）層耐火材（cái）料製成（chéng）型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙燒後即可（kě）填砂澆注（zhù）的鑄（zhù）造方（fāng）案。常（cháng）稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程（chéng）：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精（jīng）度高；

2、表麵粗糙（cāo）度高（gāo）；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄（zhù）造的合（hé）金（jīn）不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

應用：適用於生產形狀複雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪（lún）發動（dòng）機的葉片等。

（3）壓力鑄造（zào）(die casting)

壓鑄：是利用高壓將金（jīn）屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷（lěng）卻凝固而形成（chéng）鑄件。

工藝流（liú）程：

優點：

1、壓鑄時金（jīn）屬液體承受壓力高，流（liú）速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使（shǐ）用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好（hǎo）。

缺（quē）點：

1、鑄件容易（yì）產生細小的氣（qì）孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑（sù）性低（dī），不宜在衝（chōng）擊載荷（hé）及有震動的情況下工作；

3、高熔點合（hé）金壓鑄時，鑄（zhù）型壽（shòu）命低，影響（xiǎng）壓鑄（zhù）生產的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車工業和儀（yí）表工業，後來逐步擴大到（dào）各個行業，如農業機械（xiè）、機床工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療（liáo）器（qì）械、鍾表、照相機和日用五金等多（duō）個行業（yè）。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使（shǐ）液（yè）體金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，並（bìng）在壓力下（xià）結晶以形成鑄件的方法.。

工（gōng）藝流程：

技術特點：

1、澆注時的壓力和速度（dù）可（kě）以（yǐ）調節，故可適（shì）用於各種不同鑄型（如金屬型（xíng）、砂型等），鑄造各種合金及各種（zhǒng）大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣（qì）體及對型壁和型芯的衝刷（shuā），提高了鑄件的合（hé）格率；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪廓（kuò）清晰、表麵（miàn）光（guāng）潔，力學性能較高，對於大薄（báo）壁件的鑄造尤為有利；

4、省（shěng）去補縮冒口，金屬利用率提（tí）高到90～98%；

5、勞動強度低（dī），勞動條件好，設備簡易，易實現機械化（huà）和（hé）自動化（huà）。

應用：以（yǐ）傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄（zhù）造：是將金屬液（yè）澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用下填（tián）充鑄（zhù）型而（ér）凝固成形的一種鑄造方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆注係（xì）統和冒口係統的金（jīn）屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產中空鑄（zhù）件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密（mì）度高（gāo），氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高（gāo）；

4、便於（yú）製造筒、套類複合金屬鑄件。

缺點（diǎn）：

1、用於生產異形鑄件時有一（yī）定的局限性；

2、鑄件內孔直（zhí）徑不準確，內孔表麵比（bǐ）較粗糙，質量（liàng）較差，加工餘量大；

3、鑄件（jiàn）易產生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械（xiè）、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非（fēi）鐵碳合（hé）金鑄件。其中尤以離（lí）心鑄鐵（tiě）管、內燃機缸（gāng）套（tào）和軸套（tào）等鑄件的生（shēng）產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造（zào）：指液態金屬在重（chóng）力（lì）作用下充填金（jīn）屬鑄型並（bìng）在型中冷卻凝固而獲得鑄件（jiàn）的（de）一種成型方法。

工藝流程：

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大（dà），冷卻速度快，鑄件組織致密，力（lì）學性能比砂（shā）型鑄件高15%左（zuǒ）右。

2、能獲得較高尺寸精度和較（jiào）低（dī）表麵粗糙度值的鑄件，並且質量（liàng）穩定性好。

3、因不用和很（hěn）少用砂芯（xīn），改善（shàn）環境、減少粉塵和有害氣體、降（jiàng）低勞動強度。

缺點（diǎn）：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的（de）措施導出型腔（qiāng）中的空氣和砂芯所產生的（de）氣體（tǐ）；

2、金屬（shǔ）型無退讓性，鑄件凝固時容易產生裂紋；

3、金屬（shǔ）型製造周期較長，成本較高。因（yīn）此隻有在大量成（chéng）批生產時，才能顯示出好的經濟（jì）效果。

應用：

金屬型鑄造既適（shì）用於大批（pī）量生產形狀複雜的鋁合金、鎂合金（jīn）等非鐵合金鑄件，也適合（hé）於生產鋼鐵金（jīn）屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空（kōng）鑄造：通過在壓（yā）鑄過程中抽除壓鑄模具型（xíng）腔內的氣體而消除或顯著（zhe）減少壓鑄件內的氣孔和溶解（jiě）氣（qì）體，從而提高壓鑄件力學性能和表麵質量（liàng）的先進壓鑄工藝。

工藝流程：

優點：

1、消除或減（jiǎn）少壓鑄件內部的氣孔，提高壓鑄件的機械性（xìng）能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的（de）反壓力（lì），可使用較低的比壓及鑄（zhù）造性能較差的合金，有（yǒu）可能用小機器（qì）壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而（ér）成本較高;

2、 真（zhēn）空壓（yā）鑄法如控製不當，效果就（jiù）不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠（jǐ）壓鑄造：是使液態或半固態金屬在高壓下（xià）凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方（fāng）法（fǎ）。它具有液態金屬利用（yòng）率高、工序簡化和（hé）質量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬成形技術。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加（jiā）壓、保壓、泄壓，分（fèn）模、毛坯脫模、複位（wèi）；

間接擠壓鑄造：噴（pēn）塗料（liào）、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複位。

技術特點：

1、可消除內部的氣孔（kǒng）、縮孔和（hé）縮（suō）鬆（sōng）等缺（quē）陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止（zhǐ）鑄造裂紋的產（chǎn）生；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：可用於生（shēng）產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金（jīn）、銅合金、球墨鑄鐵等

（9）消失模鑄造（zào）（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺（chǐ）寸形狀（zhuàng）相（xiàng）似的（de）石（shí）蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在幹（gàn）石英砂中（zhōng）振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據（jù）模型位（wèi）置（zhì），凝固冷卻後形成鑄（zhù）件的新型鑄造（zào）方法。

工藝流程：預發（fā）泡→發泡（pào）成（chéng）型→浸塗（tú）料→烘幹→造（zào）型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加工時間（jiān）；

2、無分型麵，設計靈活，自（zì）由度高；

3、清（qīng）潔生產，無汙染（rǎn）；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各種大小較（jiào）精密鑄件，合金種（zhǒng）類不限，生產批量（liàng）不限（xiàn）。如灰鑄鐵發（fā）動機（jī）箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的鑄（zhù）造（zào）方法，其原理是將熔融的金屬，不（bú）斷（duàn）澆入一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件，連續（xù）不斷地從結晶器（qì）的另一端拉出（chū），它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。

工藝流程：

技（jì）術特點：

1、由於金屬被迅（xùn）速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

3、簡化了工序，免除造型及其它工序，因而減（jiǎn）輕了勞動強度；所需生產麵積也大為減少；

4、連續鑄造生產易（yì）於實（shí）現（xiàn）機械化和自動化（huà），提高生產效率。

應用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵（tiě）、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑（sù）性成形

塑性（xìng）成形：就是利（lì）用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下（xià）來加工製件的少切削或無（wú）切削（xuē）的（de）工藝方法。它的（de）種類有（yǒu）很多，主（zhǔ）要包括（kuò）鍛造、軋製、擠壓、拉（lā）拔、衝壓（yā）等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛（duàn）壓機械對金（jīn）屬（shǔ）坯料施加壓力，使其產生塑性（xìng）變形以獲得具有一（yī）定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。

根據成形機（jī）理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一（yī）般是在（zài）錘鍛或者水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀和尺（chǐ）寸的加（jiā）工方法。

模（mó）鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具來成（chéng）形的。

碾環：指通過專用設備碾（niǎn）環機生產不同直徑的環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零（líng）件。

特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑（jìng）向鍛造、液態模鍛等鍛造方（fāng）式，這些方式都比較適用於生產某些特殊形狀的零件（jiàn）。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成（chéng）形→切（qiē）邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量（liàng）比鑄（zhù）件高（gāo）能承受大的衝擊力作用（yòng），塑性、韌性和（hé）其他方麵的力（lì）學性能也都比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原材料，還能縮短加工（gōng）工（gōng）時。

3、生產效率高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生（shēng）產，靈活性比較（jiào）大。

應用：

大（dà）型軋（zhá）鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組（zǔ）的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓機工作缸（gāng）和立（lì）柱，機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮（suō）成型軋（zhá）製使材料截麵減小，長度增加的壓（yā）力加工方法。

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金（jīn）屬在兩（liǎng）個旋轉方向相反的軋輥之間通過，並在其間產生塑性變形的（de）過程。

橫軋（zhá）：軋件變形後運動方向與軋輥軸（zhóu）線方向一致。

斜軋：軋（zhá）件作螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

工（gōng）藝（yì）流程：

應用：

主（zhǔ）要用在金屬材料型材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均勻壓應力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出使之橫（héng）截麵積減小（xiǎo）長（zhǎng）度增（zēng）加，成為（wéi）所需製品的加工方法叫擠壓（yā），坯料的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準備→鑄棒加熱（rè）→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取（qǔ）樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點（diǎn）：

1、生產（chǎn）範圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性大，適合小批量生產；

3、產品（pǐn）尺寸精度高，表麵質量好（hǎo）；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實現自動化生產（chǎn）。

缺點：

1、幾何廢（fèi）料損失大；

2、金屬流動不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損耗大，成本（běn）高（gāo）。

生產適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔（bá）

拉拔：用外力作用於被拉金屬的前端，將金屬坯料從小於坯料斷麵的模孔中拉出（chū），以獲得（dé）相應的形狀（zhuàng）和尺寸的製品的（de）一種塑（sù）性加工（gōng）方法。

優點：

1. 尺寸精確（què），表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道（dào）次變形量與兩次退火間的總變形（xíng）量有限；

2. 長度受限製。

生產適用（yòng）範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及（jí）線材的主要加工方法。

（5）衝壓

衝（chōng）壓：是（shì）靠壓力（lì）機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑（sù）性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性（xìng）良好，適合大量生產、成（chéng）本低。

3、可得到品質均一（yī）的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。

適用範（fàn）圍（wéi）：

全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部（bù）分經過衝壓製（zhì）成成品。汽車的車身、底盤、油箱（xiāng）、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體（tǐ），電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電（diàn）器、自行車、辦公機械（xiè）、生活器皿等（děng）產品中，也（yě）有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工（gōng）：是在在（zài）零件生產過程中，直接用刀具在毛（máo）坯上切（qiē）除（chú）多餘金屬層厚度，使（shǐ）之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位（wèi）置相互精度、表麵質量等技術要（yào）求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊接（jiē）：也稱作熔接,鎔接是一種以（yǐ）加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他（tā）熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術（shù）。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或（huò）金屬粉末與非金屬（shǔ）粉末的混合物）作為原料（liào），經（jīng）過成形和燒結，製造金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技（jì）術。

工藝基（jī）本流程（chéng）：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不會給材料任（rèn）何汙染，有可能製取高純度的（de）材料。

4、粉末（mò）冶（yě）金法能（néng）保證材料成分配比的正確性和（hé）均勻性（xìng）。

5、粉（fěn）末冶（yě）金適宜於生產同一形狀（zhuàng）而數量多的產（chǎn）品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有批量的（de）情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說（shuō）要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金（jīn）技術可以直接製成多孔、半（bàn）致密或全致密材（cái）料和製品，如含油（yóu）軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬（shǔ）注射成形的簡稱（chēng）。是將（jiāng）金屬粉末與其粘結劑的增塑（sù）混合料注射於模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合（hé），然後（hòu）將混合料（liào）進行製粒再注射（shè）成形所需要的（de）形狀。

MIM工藝流程：

MIM流（liú）程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件（jiàn）的生產，針對（duì）產品（pǐn）特性決定是否需要進行表（biǎo）麵處理。

技術（shù）特點：

1、一次（cì）成型負責零件；

2、製件表（biǎo）麵質量好、廢（fèi）品率低、生產效率高、易於實現自動（dòng）化；

3、對模具材料要求低。

技術（shù）核心：

粘接（jiē）劑（jì）是MIM技術的核心隻（zhī）有（yǒu）加（jiā）入（rù）一定（dìng）量（liàng）的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型和維持坯塊（kuài）的基本（běn）形狀。

▌ 金屬半固態成型          

半固態成型：利用非枝晶半固態（tài）金（jīn）屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的（de）流變性和攪熔性來控製鑄件的質（zhì）量。

半固態成型可（kě）分為流變（biàn）成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）