​各種金屬材料成形（xíng）工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成形方（fāng）法是零件設計的重要內容，也是製造者們極（jí）度關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今（jīn）天就帶大家來看看金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到與零件形狀、尺（chǐ）寸相適應的鑄型型腔中，待其冷（lěng）卻凝固，以獲得（dé）毛坯或零件的生產方法，通常稱為金（jīn）屬液態成形或鑄造。

工（gōng）藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產形狀任意複雜的（de）製件，特別是（shì）內腔形狀複（fù）雜的（de）製件。

2、適應性強（qiáng），合金種類不受（shòu）限製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料（liào）來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量（liàng）較低、勞動條件差（chà）。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼（gāng）、鐵和大多數有色合金鑄（zhù）件都可用砂型鑄造方法（fǎ）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（tè）別是（shì）具有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型（xíng）鑄造是（shì）製造其零件或，毛坯的唯一（yī）的（de）成形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔（róng）模鑄造（zào）(investmentcasting)

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

工藝（yì）流程（chéng）：

熔模鑄（zhù）造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何（hé）精度高（gāo）；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜的（de）鑄件（jiàn），且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序（xù）繁雜，費（fèi）用較高

應用（yòng）：適（shì）用於（yú）生產形狀（zhuàng）複雜、精度（dù）要（yào）求高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發動（dòng）機的葉（yè）片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

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

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟（jì）效益好。

缺點：

1、鑄件容（róng）易產生細小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載荷及有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄（zhù）時，鑄型壽命低，影響壓（yā）鑄生（shēng）產的擴大。

應（yīng）用：壓（yā）鑄件（jiàn）最先應用（yòng）在汽車工業和儀表工業，後來逐（zhú）步（bù）擴大到各個（gè）行業，如農業機（jī）械、機床工業、電子工業、國防工（gōng）業（yè）、計算機、醫療（liáo）器械、鍾表、照相機和（hé）日用五金等多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使（shǐ）液體金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填（tián）鑄型，並在壓力下結晶以（yǐ）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（kě）以調節，故可（kě）適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金（jīn）及各種大小的鑄（zhù）件；

2、采用底注式充型，金屬液充型（xíng）平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯（xīn）的衝刷，提高（gāo）了鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪（lún）廓清晰、表麵光潔，力學性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有（yǒu）利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提（tí）高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設（shè）備簡易，易實現機械化（huà）和自動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭（tóu）、輪轂、氣缸架（jià）等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

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

工（gōng）藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆注係統（tǒng）和冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產中空鑄件時可不用型芯，故在（zài）生產（chǎn）長管形鑄件時可大（dà）幅度地改善（shàn）金屬（shǔ）充型能力（lì）；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力（lì）學性能（néng）高；

4、便於製造筒、套類複合金屬鑄（zhù）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（zhí）徑不準確（què），內（nèi）孔表麵比較粗糙，質（zhì）量較（jiào）差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心（xīn）鑄造最早用（yòng）於生產鑄管，國（guó）內外在（zài）冶金、礦（kuàng）山（shān）、交通、排灌（guàn）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、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄（zhù）鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

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

工藝（yì）流程（chéng）：

優點（diǎn）:

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

2、能（néng）獲得較高尺寸精度和較（jiào）低表麵粗（cū）糙度值的鑄件，並且質量穩定性好。

3、因不用（yòng）和很少用（yòng）砂芯，改善環（huán）境、減少粉塵和有害氣（qì）體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導出型腔中（zhōng）的空氣和（hé）砂芯所（suǒ）產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產生裂紋；

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

應用：

金屬型鑄造既適用（yòng）於大批量生產形狀複雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也適合於生產（chǎn）鋼鐵金屬的鑄（zhù）件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄（zhù）(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過程中抽除壓鑄模（mó）具（jù）型（xíng）腔內的氣（qì）體而消除或顯著減少壓鑄件內（nèi）的氣孔和溶解氣體，從而提高壓鑄件力（lì）學性能和表麵質量的先（xiān）進壓鑄工藝。

工藝流程：

優點：

1、消除或減少壓鑄（zhù）件內部的氣孔，提高壓鑄件的機械性能和表麵質量（liàng），改（gǎi）善鍍覆（fù）性能（néng）;

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

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點：

1、模具（jù）密封（fēng）結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如控製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠（jǐ）壓鑄造：是（shì）使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態金屬利（lì）用率高（gāo）、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用前景（jǐng）的金屬（shǔ）成形技術（shù）。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆（jiāo）合金、合模、加壓（yā）、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複位；

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

技術（shù）特點（diǎn）：

1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精（jīng）度高（gāo）；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

應（yīng）用：可用於生產各種類型的合金，如鋁合（hé）金、鋅合金、銅合金、球墨鑄鐵等

（9）消失模鑄（zhù）造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸（cùn）形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗（tú）料並烘幹後，埋在幹（gàn）石英砂中振（zhèn）動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型（xíng）位置，凝固冷卻後形成（chéng）鑄（zhù）件的新型鑄造（zào）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（zhù）件精度高，無砂芯，減（jiǎn）少了加工時間；

2、無分型麵，設計靈活（huó），自由（yóu）度高；

3、清（qīng）潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成本（běn）。

應用：

適合成產結構複雜的各種大小較精密鑄件，合金種（zhǒng）類不限，生（shēng）產批量不限。如灰鑄（zhù）鐵（tiě）發動機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的（de）鑄（zhù）造方法（fǎ），其原理是將熔融（róng）的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的特（tè）殊金屬型中，凝（níng）固（結殼（ké））了的鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。

工（gōng）藝流程：

技術特點：

1、由於金（jīn）屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均（jun1）勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收（shōu）得率；

3、簡化了工（gōng）序，免除（chú）造型及其它工序（xù），因而減輕了勞動（dòng）強度；所需生產麵積也大（dà）為減少；

4、連續鑄造生（shēng）產易於實（shí）現機械化和自動化，提高生產效率。

應用：

用（yòng）連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁（lǚ）合金、鎂合（hé）金等斷麵形（xíng）狀不變的長鑄件，如鑄錠（dìng）、板坯、棒坯、管（guǎn）子（zǐ）等。

▌ 塑性成（chéng）形

塑性成形：就是利（lì）用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下來加工製件的少切削或（huò）無切削（xuē）的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛（duàn）造、軋（zhá）製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛壓機械（xiè）對金屬坯料（liào）施加壓力，使其產生塑性（xìng）變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（fāng）法。

根據成（chéng）形機理，鍛造可分為（wéi）自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛或（huò）者（zhě）水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠或者塊料錘成（chéng）所需要（yào）形狀和尺寸的加工方（fāng）法。

模（mó）鍛：是（shì）在模鍛錘或（huò）者熱模鍛壓力機上利用模具來成（chéng）形（xíng）的。

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

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

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

技術特點：

1、鍛件質（zhì）量比鑄件高能承（chéng）受大的衝（chōng）擊力作用，塑性、韌性（xìng）和其他方麵的力學性能也都比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原（yuán）材（cái）料，還能縮短加工工時。

3、生產效率高例。

4、自由鍛造（zào）適合於單件小批量生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋（zhá）鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的（de）轉（zhuǎn）子、葉輪（lún）、護環，巨（jù）大的水（shuǐ）壓機工作缸和立柱，機車軸，汽車和（hé）拖拉機（jī）的曲軸（zhóu）、連杆等。

（2）軋製

軋製：將（jiāng）金屬坯料（liào）通過一對旋（xuán）轉（zhuǎn）軋輥的間隙（各種形狀（zhuàng）），因（yīn）受軋輥的壓（yā）縮成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓力加工方法。

軋（zhá）製分（fèn）類（lèi）：

按軋（zhá）件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩（liǎng）個旋轉方向相反的軋輥（gǔn）之間通過（guò），並在其間產（chǎn）生塑性變形的過程。

橫軋：軋件（jiàn）變形後運動方向與軋（zhá）輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋（xuán）運動，軋件與軋輥軸線（xiàn）非（fēi）特角。

工藝流程：

應用：

主要用在金屬材料型材，板，管材（cái）等 ，還有一些非金屬材料比如塑料製品及玻璃製（zhì）品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均勻（yún）壓應力作用下，從模具的孔口（kǒu）或縫隙擠出使之橫截麵積減小長（zhǎng）度增加，成為所（suǒ）需製（zhì）品（pǐn）的加工方法叫擠壓，坯料的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準（zhǔn）備→鑄棒加熱→擠（jǐ）壓→拉伸扭擰校直→鋸切（qiē）（定尺）→取樣（yàng）檢查→人工時效→包裝入庫（kù）

優點：

1、生（shēng）產範圍廣（guǎng），產品規格、品（pǐn）種多；

2、生（shēng）產（chǎn）靈（líng）活性大，適合小批（pī）量生產；

3、產（chǎn）品尺寸精度高，表麵質量好；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實現自動化（huà）生產。

缺點：

1、幾何廢（fèi）料損失大；

2、金屬流動不均勻；

3、擠壓速（sù）度低，輔助時間長；

4、工（gōng）具損耗大，成本高。

生產適用範圍：主（zhǔ）要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於（yú）被拉金屬的前端，將金屬坯料從小於（yú）坯料斷麵的模孔（kǒng）中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一（yī）種塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單（dān）；

3. 連續高速生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變形（xíng）量與（yǔ）兩次退火間的（de）總變（biàn）形量（liàng）有（yǒu）限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍（wéi）：拉拔是金屬管材、棒材、型（xíng）材（cái）及線材的主要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是（shì）靠壓力機和模具對板（bǎn）材、帶材（cái）、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或（huò）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（jì）術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量生產、成（chéng）本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料（liào）利用率高、剪切性及回收性良（liáng）好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中（zhōng），有60～70%是（shì）板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的（de）汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的（de）。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝（chōng）壓件。

▌ 機加工（gōng）        

機加工：是在在零件生產過程中，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、表麵質量等技術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊（hàn）接        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一種以加熱、高（gāo）溫或（huò）者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性（xìng）材料如塑料的製造工（gōng）藝及（jí）技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合（hé）物）作（zuò）為原料，經過成形和燒結，製（zhì）造金屬材料、複（fù）合（hé）材料以及各（gè）種類型製品的工藝技術。

工藝基（jī）本流程（chéng）：

優點：

1、絕大多數難（nán）熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料隻（zhī）能用粉末（mò）冶（yě）金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成本（běn）。

3、不會給材料任（rèn）何汙染（rǎn），有可能製（zhì）取高純度的材料。

4、粉末冶金法能保證材料成分配（pèi）比的正確性和均勻性（xìng）。

5、粉末冶金適（shì）宜於（yú）生產同（tóng）一形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

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

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金（jīn）屬注射成（chéng）形的簡稱。是將金屬粉末與（yǔ）其（qí）粘（zhān）結（jié）劑的增塑（sù）混合料注射於模型中的成形方法。它是（shì）先將所選粉末與粘（zhān）結劑進行混合，然（rán）後將混合料進行製粒再注射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為（wéi）四個獨特加工步驟（混合（hé）、成型、脫脂和燒結）來（lái）實現零部件（jiàn）的生產，針對產品特性決定是否需要（yào）進行表麵處理。

技術特（tè）點：

1、一次成型負責（zé）零件；

2、製件表麵質量好、廢（fèi）品率低、生產效率高、易於實現自動化；

3、對模具材料要求（qiú）低。

技術核心：

粘接（jiē）劑是MIM技術的核（hé）心隻有加入一定量（liàng）的粘接劑，粉末才具（jù）有增強流動性以適合注射成型和維持坯塊的基本形狀（zhuàng）。

▌ 金屬半固態成型          

半固（gù）態成型：利用非枝晶半（bàn）固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱（chēng）SSM）獨有的流變性和攪熔（róng）性來控製鑄件的（de）質量。

半固態成型可分為流變成（chéng）型和觸變成（chéng）型。

(1)流變成（chéng）型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）