​各種金屬（shǔ）材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成（chéng）形方法是零（líng）件設計的（de）重要內容，也是製造者（zhě）們（men）極度關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家（jiā）來看看（kàn）金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到（dào）與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中（zhōng），待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的（de）生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。

工藝（yì）流程：液體金屬（shǔ）→充（chōng）型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生（shēng）產形狀任意複雜的製件，特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應性強（qiáng），合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設（shè）備投資低。

4、廢品率高、表麵（miàn）質量較低、勞動條件差。

鑄（zhù）造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

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

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的（de）毛（máo）坯；

2、適應（yīng）性廣，成本低；

3、對於某些塑性很（hěn）差的材料，如（rú）鑄鐵（tiě）等，砂型鑄（zhù）造是製造其零（líng）件或，毛坯的唯一的成形工（gōng）藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄（zhù）造：通常是指在易熔材料製成模樣（yàng），在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型（xíng）殼，再將模樣熔化排出型殼，從而（ér）獲得無分型麵的鑄型，經高（gāo）溫焙燒後即（jí）可填砂澆注的（de）鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程（chéng）：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙度高（gāo）；

3、能夠鑄造外（wài）型複雜（zá）的（de）鑄件，且鑄造的合金（jīn）不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

應用：適（shì）用於生（shēng）產形狀複雜、精度要求高、或很難進行（háng）其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

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

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時（shí）金（jīn）屬液體承受壓（yā）力（lì）高，流速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換（huàn）性好；

3、生產效率高（gāo），壓鑄模使用（yòng）次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益（yì）好。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑（sù）性低，不（bú）宜在衝擊載荷及有震動的（de）情況下工（gōng）作；

3、高熔點合金壓鑄（zhù）時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產的擴大。

應用：壓鑄件最先應（yīng）用在汽車工業和（hé）儀表工業（yè），後來逐步擴大到各（gè）個行業，如農（nóng）業機械、機床工業（yè）、電子工業、國（guó）防工業、計算（suàn）機、醫療器械、鍾表、照（zhào）相機和日用五金等多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體（tǐ）金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用（yòng）下充填（tián）鑄（zhù）型，並在壓力下結晶以形成鑄件的方法.。

工藝流程：

技術特點：

1、澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各（gè）種不同鑄型（如金屬型、砂型等（děng）），鑄造各種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬（shǔ）液充型平（píng）穩，無飛（fēi）濺現（xiàn）象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率（lǜ）；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件（jiàn）組織（zhī）致密、輪廓清晰、表麵光潔，力學性能較高，對於大薄壁件（jiàn）的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。

應用：以傳統產（chǎn）品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離（lí）心鑄造：是將金屬液澆入旋（xuán）轉的鑄型中，在離（lí）心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造方法。

工（gōng）藝流程：

優（yōu）點：

1、幾乎不存在澆注係（xì）統和冒口（kǒu）係統的（de）金屬消耗（hào），提高工藝出品（pǐn）率；

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

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性（xìng）能高；

4、便於製造（zào）筒、套類複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質（zhì）量較差，加工餘量大（dà）；

3、鑄件易產（chǎn）生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄（zhù）管（guǎn），國內外在冶金、礦山、交通（tōng）、排灌機械、航空、國防（fáng）、汽車（chē）等行業中均采用（yòng）離心鑄造工藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合金（jīn）鑄件。其（qí）中尤以（yǐ）離心鑄鐵管、內燃機缸套和（hé）軸套（tào）等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造（zào）(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄型並在型（xíng）中冷卻凝固而獲得鑄件的一種成型方法。

工藝流程：

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致（zhì）密，力學性（xìng）能比砂型鑄（zhù）件高15%左右。

2、能獲得較高尺寸精（jīng）度和較低（dī）表麵粗糙度值的鑄件（jiàn），並且質量穩定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改善環境、減少粉（fěn）塵和有害氣體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬（shǔ）型本身無透氣性，必須采（cǎi）用一定的措施導出型（xíng）腔中的空氣（qì）和（hé）砂芯（xīn）所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時（shí）容易產生裂（liè）紋；

3、金屬型製造周期較長，成本較高。因此隻有（yǒu）在大量成批生產時，才能顯示出好的經濟效果。

應用：

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

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過程中抽除（chú）壓鑄模具型腔內的氣體而消除或顯著減少（shǎo）壓鑄件內的氣（qì）孔和（hé）溶解氣體，從而提高壓（yā）鑄件力學性能和表麵質量的（de）先進壓鑄工藝。

工藝（yì）流程：

優點：

1、消除（chú）或減少壓鑄件內部的氣（qì）孔，提高壓鑄件的機械性能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少（shǎo）型腔的反壓力，可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機器壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較（jiào）薄的鑄（zhù）件;

缺點：

1、模具密封結構複雜（zá），製造及安裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓（yā）鑄法如控製不當，效果就不是很顯著（zhe）。

（8）擠壓鑄（zhù）造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液態或半固態金屬在高壓（yā）下凝固（gù）、流動成形，直接獲得製件或（huò）毛坯的方法。它具有（yǒu）液態金屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有（yǒu）潛在應用前景的金屬成形技術。

工藝流程：

直接擠（jǐ）壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保（bǎo）壓、泄壓（yā），分（fèn）模、毛坯脫模（mó）、複位；

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

技（jì）術特（tè）點：

1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗（cū）糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄（zhù）造（zào）裂紋（wén）的產（chǎn）生；

4、便（biàn）於實現機械化、自動化。

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

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形（xíng）狀相似的（de）石蠟或泡沫模型粘結組合成（chéng）模型（xíng）簇，刷塗耐火塗料並烘幹（gàn）後，埋在幹（gàn）石英（yīng）砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置（zhì），凝固（gù）冷卻後（hòu）形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無（wú）砂芯，減少了加（jiā）工時間；

2、無分型麵，設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成本（běn）。

應用：

適（shì）合成產結構（gòu）複雜的各種大小較精密（mì）鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連（lián）續鑄造：是一種先進的鑄造方（fāng）法，其原理是將熔融（róng）的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器（qì）的特殊金屬型中，凝固（結殼）了（le）的鑄件，連續不斷地從結晶器的（de）另一端拉出，它（tā）可獲得任意長或特定的長度的（de）鑄件。

工藝流程：

技術特點（diǎn）：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織（zhī）均勻，機械性能較好；

2、節約金（jīn）屬，提高收得率；

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

4、連（lián）續鑄造生產易於實現機械化和自動化，提高生產效（xiào）率。

應用：

用連續鑄造法可（kě）以（yǐ）澆注鋼、鐵、銅（tóng）合金、鋁（lǚ）合金、鎂（měi）合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯（pī）、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模具（jù）的外力作用下來加工製件的少切削或無（wú）切削的工藝方法。它的（de）種類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛（duàn）造：是一種利用鍛壓機械對金（jīn）屬坯料施加壓力（lì），使其（qí）產生塑性變（biàn）形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。

根據成形機理，鍛（duàn）造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造（zào）。

自由鍛造：一般是在錘鍛（duàn）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寸的加工方法。

模鍛：是在模鍛錘或者熱（rè）模鍛壓力機上利用模具來成形的。

碾環：指（zhǐ）通過專用（yòng）設備碾環機生產不（bú）同直徑的環形零件（jiàn），也用來生產汽車輪（lún）轂、火車車輪等輪形零件。

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

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗（yàn）→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高能承受大的衝擊力作用，塑性、韌性和其他方麵的力學（xué）性能也都比（bǐ）鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原材料，還能縮短加工（gōng）工時。

3、生產效率高例。

4、自由（yóu）鍛（duàn）造適合於單件小批量（liàng）生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發（fā）電機組（zǔ）的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓機工作缸和立柱（zhù），機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋（zhá）製（zhì）：將金屬坯料（liào）通過（guò）一對旋轉軋（zhá）輥的間隙（各種（zhǒng）形狀），因受（shòu）軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減（jiǎn）小，長度增加的壓力加工方法。

軋製分（fèn）類：

按軋件運（yùn）動分有（yǒu）：縱軋、橫軋、斜軋（zhá）。

縱軋:就是（shì）金屬在兩個旋轉方向相（xiàng）反（fǎn）的軋輥（gǔn）之（zhī）間通過，並在其間產生塑性變形的過程。

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方（fāng）向一致。

斜軋：軋件作（zuò）螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角（jiǎo）。

工藝流（liú）程：

應（yīng）用：

主要用在金屬材料型（xíng）材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料比如塑（sù）料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料（liào）在三向不均勻（yún）壓應力作用下，從模具的（de）孔口或縫隙擠出使之橫截麵積減小長度增加，成為所需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種（zhǒng）加工叫擠壓成型。

工藝流（liú）程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→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：

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（pī）量生產（chǎn）；

3、產品尺寸精度高，表（biǎo）麵質量好；

4、設備（bèi）投資少，廠房麵積小，易實現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

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，成本高。

生產適用（yòng）範圍（wéi）：主要用於製造長杆、深孔、薄壁（bì）、異（yì）型斷（duàn）麵零（líng）件。

（4）拉（lā）拔

拉拔：用外力作用於被拉（lā）金（jīn）屬的前端，將金屬坯料從小於坯料斷麵（miàn）的模孔中拉出，以獲得相（xiàng）應的形狀和尺（chǐ）寸的製品的一種塑性加工方（fāng）法。

優點：

1. 尺寸（cùn）精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡（jiǎn）單；

3. 連續高（gāo）速生產斷（duàn）麵小的長（zhǎng）製品。

缺點：

1. 道次變形量與（yǔ）兩次退（tuì）火間的總（zǒng）變形（xíng）量有限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線材的主要加（jiā）工（gōng）方（fāng）法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力（lì）機和模具對（duì）板材、帶材、管材和型材等施（shī）加外（wài）力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所（suǒ）需形狀和尺寸的工件（衝（chōng）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（shēng）產性良好，適合大量生產、成本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回（huí）收性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的（de）車身、底盤（pán）、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的（de）鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機（jī）械、生活（huó）器皿等產品（pǐn）中，也有大量（liàng）衝壓（yā）件（jiàn）。

▌ 機加工        

機加工：是在在零件生（shēng）產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層（céng）厚度，使之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位置相互精度、表麵（miàn）質量等技術要求的（de）加（jiā）工（gōng）過程。

常用機加（jiā）工方法：

▌ 焊接        

焊接（jiē）：也稱作熔接,鎔（róng）接是一（yī）種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬（shǔ）或（huò）其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術（shù）。

焊（hàn）接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或金（jīn）屬粉末與非金屬粉末的混合物（wù））作為原料，經過成形和燒結，製造金（jīn）屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技術。

工藝基本流程：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金（jīn）、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製造（zào）。

2、節約（yuē）金屬，降低產品成本（běn）。

3、不會給材（cái）料任何汙（wū）染，有可能製取高純度（dù）的（de）材料。

4、粉末冶金法能保證材料成（chéng）分配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品，能（néng）大大降低（dī）生產成本。

缺點：

1、在沒（méi）有批量（liàng）的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要（yào）高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金（jīn）技術（shù）可以（yǐ）直（zhí）接製成多（duō）孔、半致密或全致（zhì）密材料（liào）和製品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導（dǎo）杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型（xíng）        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模（mó）型中的成形方法。它是先將所（suǒ）選粉末與粘結劑進行混合，然後將混合料進行製粒再注射成形所需要（yào）的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個獨特加工（gōng）步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產（chǎn），針對產品特（tè）性決定是否需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表（biǎo）麵質量好（hǎo）、廢品率低、生產效率高、易（yì）於實現自（zì）動（dòng）化；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核心隻有加入一定量的粘接（jiē）劑，粉末才具有增強流動（dòng）性以適合注（zhù）射成型和維持坯塊的基本形（xíng）狀。

▌ 金屬半固態成型          

半（bàn）固態成型：利用非枝晶半固態（tài）金屬（Semi-SolidMetals，簡（jiǎn）稱SSM）獨有的流變性和攪熔性來（lái）控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變（biàn）成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）