​​各種金屬材（cái）料的成形工藝大全（quán）

材料（liào）成（chéng）形（xíng）方法是零件設計的重要內容，也是製造者們極度關心的問題，更（gèng）是（shì）材料（liào）加工過程中（zhōng）的關鍵因素，今天就帶大家來看（kàn）看各種金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到與零件（jiàn）形狀（zhuàng）、尺寸相適應的鑄型型（xíng）腔（qiāng）中（zhōng），待其冷卻凝（níng）固，以獲得毛坯或零件的生產方法（fǎ），通常稱為金屬液態（tài）成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝（yì）特（tè）點：

1、可生產形狀任意複雜的製（zhì）件，特（tè）別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應（yīng）性強，合金種類不受限（xiàn）製，鑄件大小幾（jǐ）乎不受限（xiàn）製。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高（gāo）、表麵質量較低、勞動條件差。

鑄造（zào）分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄（zhù）造：在砂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（shā）型（xíng）鑄造方法獲得。

工藝（yì）流程：

砂（shā）型（xíng）鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特（tè）別是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（hěn）差的材料，如鑄（zhù）鐵等，砂型鑄造是製造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽（qì）車的發動機氣缸體（tǐ）、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄（zhù）造：通常是指（zhǐ）在易熔（róng）材料製成模樣，在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，再將模樣（yàng）熔化排出（chū）型（xíng）殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙燒（shāo）後即可（kě）填砂澆注的鑄造方案。常稱（chēng）為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔（róng）模鑄（zhù）造（zào）工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度（dù）高；

2、表麵粗糙度高；

3、能（néng）夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合金不受（shòu）限製。

缺點（diǎn）：工序繁雜，費（fèi）用較高

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

（3）壓力鑄造(die casting)

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

工藝流程：

優點：

1、壓（yā）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（dà）量生產，經濟效益好（hǎo）。

缺點：

1、鑄件（jiàn）容易產（chǎn）生細小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載荷及（jí）有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響（xiǎng）壓鑄生產的擴大。

應用（yòng）：壓鑄件最先應用在汽車工業和儀表（biǎo）工業，後來逐步擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電子工業、國防工業、計算機、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：是指使液體金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，並在壓力下結晶以形成鑄件的方法.。

技術特點：

1、澆注（zhù）時的（de）壓（yā）力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合（hé）金及各（gè）種大小的（de）鑄件（jiàn）；

2、采用底（dǐ）注式充型，金屬液（yè）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，提高了鑄件的合格（gé）率（lǜ）；

3、鑄件在壓力下（xià）結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表麵光潔，力學（xué）性能較高（gāo），對於（yú）大薄壁件的鑄造（zào）尤為有（yǒu）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（dòng）條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。

應用：以傳統產品（pǐn）為主（氣（qì）缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄（zhù）造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉的（de）鑄型中，在離心力作用（yòng）下填充鑄（zhù）型（xíng）而（ér）凝固成形（xíng）的一種鑄造（zào）方法。

優點：

1、幾乎不存在澆注（zhù）係統和冒口係統的（de）金屬（shǔ）消耗，提高工藝出品率；

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

3、鑄件（jiàn）致密度高，氣（qì）孔、夾渣等缺（quē）陷（xiàn）少，力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定的（de）局限性；

2、鑄件內（nèi）孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產（chǎn）鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等（děng）行業中均采用離（lí）心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非（fēi）鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套（tào）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（shǔ）在重力作用下（xià）充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而獲得鑄（zhù）件的一種成型方法。

優點:

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

2、能獲得較高（gāo）尺寸精度和較低表（biǎo）麵粗糙度值的鑄件，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（yǒu）害氣體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必（bì）須采（cǎi）用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產生的氣（qì）體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產生裂紋（wén）；

3、金屬型製造周期較長，成本較高。因此隻有在（zài）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（de）鋁合金、鎂合金等非（fēi）鐵合（hé）金鑄件，也適合於生產鋼鐵金（jīn）屬的鑄（zhù）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壓鑄模具型腔內（nèi）的氣體（tǐ）而消除或顯（xiǎn）著減少壓鑄件內的氣孔和（hé）溶解氣體，從而提高壓鑄件（jiàn）力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

優（yōu）點：

1、消（xiāo）除或減少壓鑄件（jiàn）內部的氣孔，提高壓（yā）鑄件（jiàn）的機械性能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，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（chōng）填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點：

1、模具（jù）密封結構複雜，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（zhù）造(squeezing die casting)

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

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

間接擠壓鑄造（zào）：噴塗料、合模（mó）、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（qì）孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵（miàn）粗糙度低，尺寸精度（dù）高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：可用於生產（chǎn）各（gè）種類型的合（hé）金，如鋁合金（jīn）、鋅合金、銅合金、球（qiú）墨鑄（zhù）鐵等

（9）消失模鑄造（zào）（Lost foam casting ）

消（xiāo）失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘（zhān）結組合成模型簇，刷塗耐火（huǒ）塗料並烘幹後，埋在幹石英砂中（zhōng）振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型（xíng）鑄造方法。

工藝（yì）流程：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理（lǐ）

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯（xīn），減少了加工時間；

2、無分型麵，設計靈（líng）活，自由（yóu）度高；

3、清潔生（shēng）產，無汙染；

4、降低投資和生產（chǎn）成本。

應用：

適合成產結（jié）構（gòu）複雜的各（gè）種大小較精密鑄件，合（hé）金種類不限（xiàn），生產（chǎn）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）

連續鑄造：是一種先進的（de）鑄造（zào）方法，其原理是將熔（róng）融的金屬，不斷澆入（rù）一種叫（jiào）做結晶器的（de）特殊金（jīn）屬型中，凝固（結（jié）殼）了的鑄件，連續（xù）不斷地從結晶器（qì）的另一端拉出，它可獲得任意（yì）長或特定的長度的鑄件。

技術特點：

1、由於金屬被迅速冷卻，結（jié）晶致密（mì），組織均（jun1）勻，機（jī）械性能較好；

2、節約金屬，提高（gāo）收得率；

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

4、連續鑄造生產（chǎn）易於實現機（jī）械化和自動化，提高生產（chǎn）效率。

應用：

用（yòng）連續（xù）鑄造法可以（yǐ）澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形（xíng）狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材（cái）料（liào）的塑性，在工具及模具的外力作用下來加工（gōng）製件的少切削（xuē）或無（wú）切削的工藝方法。它的種類有（yǒu）很多，主要包括鍛造、軋製、擠（jǐ）壓、拉拔、衝（chōng）壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛壓機械（xiè）對金（jīn）屬坯料施加壓力，使其產生塑（sù）性變形以獲得（dé）具有（yǒu）一定機械性能、一定（dìng）形狀和尺寸（cùn）鍛件（jiàn）的加工方法。

根（gēn）據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環（huán）、特殊鍛造。

自由鍛造：一般（bān）是在（zài）錘鍛或者水壓機上，利（lì）用簡單的工具將（jiāng）金屬（shǔ）錠或者塊（kuài）料（liào）錘成所需要形狀和尺寸的加工方法。

模鍛：是在模鍛錘或（huò）者熱模鍛壓力（lì）機上利用模具來成形的。

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

特種鍛造：包括輥鍛、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（de）零件。

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

技（jì）術（shù）特點（diǎn）：

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

2、節約原材料，還能縮短加工工時。

3、生產（chǎn）效率高例。

4、自由鍛造適合於（yú）單件小批量生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人（rén）字齒輪，汽輪發電機組的（de）轉子、葉輪（lún）、護環，巨大的水壓機工作缸和立柱，機車（chē）軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆（gǎn）等。

（2）軋製

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

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩個旋轉方向相反（fǎn）的軋輥（gǔn）之間通過（guò），並在（zài）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向一（yī）致。

斜軋：軋件作（zuò）螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

應用：

主要（yào）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（yā）

擠壓：坯料在（zài）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截麵積減小長度（dù）增加（jiā），成為所需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種加工叫（jiào）擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸（jù）切（定尺）→取樣檢查→人工時（shí）效→包裝

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種多（duō）；

2、生產（chǎn）靈活性大，適（shì）合（hé）小批量生產；

3、產品尺寸（cùn）精度高，表麵質量好（hǎo）；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實現（xiàn）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（běn）高。

生產適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型（xíng）斷麵零件。

（4）拉拔（bá）

拉（lā）拔：用外（wài）力作用於被拉金屬的前端（duān），將金屬坯料從小於坯料斷麵的模孔中拉出（chū），以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一（yī）種塑性加工方法（fǎ）。

優點：

1. 尺寸（cùn）精確，表麵光潔（jié）；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小（xiǎo）的（de）長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩次退火（huǒ）間的總變形量有限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管（guǎn）材、棒材、型材及線材的主（zhǔ）要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是（shì）靠壓（yā）力機和模具對（duì）板材、帶材、管材和型材等施（shī）加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工（gōng）方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性（xìng）之製品。

2、生產性良好，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、剪切性及回收性良好（hǎo） 。

適用（yòng）範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是（shì）板材，其中大（dà）部分經（jīng）過（guò）衝壓製成成品（pǐn）。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電（diàn）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（zì）行車、辦公機械、生活器皿（mǐn）等產品中（zhōng），也有大量衝壓件。

▌ 機加工（gōng）

機加工：是在在（zài）零件（jiàn）生產過程中，直接用刀具在（zài）毛坯上（shàng）切除（chú）多（duō）餘金屬層厚度，使之（zhī）或者圖（tú）紙要求的尺寸（cùn）精度、形（xíng）狀和位置（zhì）相互精度、表麵質量（liàng）等技術要求的加工過程。

常用機加（jiā）工方法：

▌ 焊接

焊接：也稱作熔接,鎔接是一種以加熱（rè）、高溫或者高（gāo）壓的方式接合金屬或其他熱（rè）塑性材料如塑料的（de）製造工藝及技術。

▌ 粉末冶金

粉末（mò）冶金：是製取金屬或用金屬粉（fěn）末（或（huò）金屬粉末與非金屬粉末的（de）混合物）作為原料，經過成形（xíng）和燒結，製造金屬材料、複合材料以及各種類（lèi）型製品的工藝技術（shù）。

優點：

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

2、節約金屬，降低（dī）產品成本（běn）。

3、不會給材料任何汙染，有可能製（zhì）取高純度的材料。

4、粉末冶金法能保證（zhèng）材料（liào）成分配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金（jīn）適（shì）宜於生（shēng）產同一形狀而（ér）數量多的產品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有（yǒu）批量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費（fèi）用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金技術可以直（zhí）接製成多孔、半致密或全致密材料和製品，如含油軸承（chéng）、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注（zhù）射成形的簡稱（chēng）。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成形方法。它是先將所選粉末與（yǔ）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的形狀。

MIM工藝流程（chéng）：

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

技術特（tè）點：

1、一次成型負責零（líng）件（jiàn）；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效率高（gāo）、易於實現自（zì）動化；

3、對模具材料要求低（dī）。

技術核心：

粘接劑（jì）是MIM技術的核心隻有（yǒu）加入一（yī）定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型和維（wéi）持（chí）坯塊的基本（běn）形狀。

▌ 金屬（shǔ）半固態成型

半固態成型：利用非枝晶半固態金（jīn）屬（Semi-SolidMetals，簡稱（chēng）SSM）獨有的流（liú）變（biàn）性和攪熔性來（lái）控製鑄件（jiàn）的質（zhì）量。

半固態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）

技術特點：

1、減少液態成型缺陷，顯著提高質量和可（kě）靠性；

2、成（chéng）型溫度比全（quán）液態成（chéng）型溫度低，大大減少對模具的熱衝擊；

3、能製造常規液（yè）態成型方法不可能製造（zào）的合金；

應用：

目前（qián）已成功（gōng）用於主缸（gāng）、轉向係（xì）統零件、搖臂（bì）、發動機活塞、輪轂（gū）、傳動係統零（líng）件、燃油係統（tǒng）零件和空調零件等製造等航空、電子以及消費品等方麵。