​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成形方法是零件設計的重要內容，也是製造者們極度（dù）關心的問題（tí），更（gèng）是材料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家（jiā）來看看金屬（shǔ）成形工藝。

▌ 鑄造

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

工（gōng）藝流程：液體金屬→充型→凝固收（shōu）縮→鑄件

工藝（yì）特點：

1、可生產形狀（zhuàng）任意複雜（zá）的製件，特（tè）別是（shì）內腔（qiāng）形（xíng）狀複雜的（de）製件。

2、適應性（xìng）強，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（kě）重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件（jiàn）差。

鑄（zhù）造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產鑄（zhù）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（huò）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，如鑄鐵等，砂型鑄造（zào）是製（zhì）造其零件或，毛坯的唯一的成（chéng）形工藝。

應用（yòng）：汽車的（de）發動（dòng）機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔（róng）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（biǎo）麵包覆若（ruò）幹層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒後即（jí）可填砂澆注的鑄造方案（àn）。常稱為“失蠟（là）鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優（yōu）點：

1、尺寸精度和幾何（hé）精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外（wài）型（xíng）複雜（zá）的鑄（zhù）件，且鑄造的合金不受限製。

缺點（diǎn）：工序繁雜，費用較高（gāo）

應用：適用（yòng）於生產形狀（zhuàng）複雜、精度要求（qiú）高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力（lì）鑄造(die casting)

壓（yā）鑄：是利用高壓將金（jīn）屬（shǔ）液高速壓入一（yī）精密（mì）金屬模（mó）具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄（zhù）件。

工藝（yì）流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受（shòu）壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸（cùn）穩定，互（hù）換性（xìng）好；

3、生產效率高，壓鑄模使用（yòng）次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮（suō）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、高熔點合金壓鑄時，鑄（zhù）型壽命低，影響壓鑄生（shēng）產的擴大。

應用：壓鑄件最（zuì）先應用在汽（qì）車工業和儀表工業，後來逐步擴大（dà）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、照相機和日（rì）用五金等多個行業。

（4）低壓鑄（zhù）造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體（tǐ）金屬（shǔ）在（zài）較低壓力（lì）(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄（zhù）型，並在壓力下（xià）結晶以形成鑄件的方法.。

工藝流程：

技術特點：

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

2、采用底注式充型，金屬液（yè）充型平穩，無飛濺（jiàn）現象，可避（bì）免卷入（rù）氣體及對型（xíng）壁和型芯的（de）衝（chōng）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、輪廓清晰、表麵光潔（jié），力學性（xìng）能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去（qù）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（huà）。

應（yīng）用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣（qì）缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用下（xià）填充（chōng）鑄型而凝固成形的一種（zhǒng）鑄造方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆（jiāo）注係統（tǒng）和（hé）冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生（shēng）產中空（kōng）鑄件時可不用型芯（xīn），故在生產（chǎn）長管形鑄（zhù）件時可大幅度地改善（shàn）金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷（xiàn）少，力學性能高；

4、便（biàn）於製（zhì）造筒、套（tào）類（lèi）複合（hé）金屬鑄件。

缺點：

1、用於生（shēng）產異形鑄件時有一定（dìng）的局限性；

2、鑄件內（nèi）孔直徑（jìng）不準確（què），內孔表麵比較粗糙，質量較差，加（jiā）工餘量大；

3、鑄件易產生比（bǐ）重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外（wài）在冶金、礦山、交通、排灌機（jī）械、航空、國防、汽車（chē）等（děng）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。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生（shēng）產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬（shǔ）型鑄造：指液態金（jīn）屬在重力作用下充填金屬鑄（zhù）型並在型中冷（lěng）卻凝固而獲得鑄件的一（yī）種成（chéng）型方法。

工藝流程：

優點（diǎn）:

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

2、能獲（huò）得較高尺寸精度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並且（qiě）質量穩定性好。

3、因不用和（hé）很少用（yòng）砂芯，改善環境、減少粉塵（chén）和有害氣體、降低勞動強度。

缺（quē）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的空氣和砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產生（shēng）裂紋（wén）；

3、金屬型製造周（zhōu）期（qī）較長，成本較（jiào）高。因此隻有在大量成批（pī）生產時，才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金（jīn）屬型鑄造既適用（yòng）於大批量（liàng）生產形狀複（fù）雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也（yě）適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空（kōng）鑄造：通過在壓鑄過程（chéng）中（zhōng）抽除壓鑄模（mó）具型腔內的氣體而消除或顯著減少（shǎo）壓鑄件內的氣孔和溶解氣體（tǐ），從而（ér）提高壓鑄件力學性能和表（biǎo）麵（miàn）質量的先進壓鑄工藝。

工藝流程：

優點：

1、消除（chú）或減少壓鑄件內部的（de）氣孔，提（tí）高壓（yā）鑄件的機械性（xìng）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（jiàn）;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件（jiàn）;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及（jí）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（bú）是很顯著。

（8）擠壓鑄造(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，直接獲得製件或毛坯的（de）方法。它具有液態金屬（shǔ）利（lì）用率高、工序簡（jiǎn）化和質量穩定（dìng）等優（yōu）點，是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬成（chéng）形技術。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、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（bǎo）壓（yā）、泄壓，分模、毛坯脫（tuō）模、複位。

技術特點：

1、可消除（chú）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、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機（jī）械化（huà）、自動化。

應用：可用於生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅（xīn）合金、銅合（hé）金、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）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘（zhān）結組合成模型簇，刷（shuā）塗耐火塗料並烘幹後，埋（mái）在（zài）幹石英砂中振動造型，在（zài）負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占（zhàn）據模型位置，凝固（gù）冷卻（què）後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發（fā）泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特（tè）點：

1、鑄（zhù）件精度高，無砂芯，減少了（le）加工時間；

2、無（wú）分型麵，設（shè）計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投（tóu）資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各（gè）種（zhǒng）大小較精密鑄件，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（xù）鑄造（continual casting）

連續（xù）鑄造：是（shì）一種先進的（de）鑄造方法，其原理是將熔融（róng）的（de）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）了的鑄件，連續不斷地從結晶器的（de）另（lìng）一端拉出，它可（kě）獲（huò）得任意長或特定的長度的鑄件。

工藝流程：

技術特點：

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（shōu）得率；

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

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

應用：

用（yòng）連（lián）續（xù）鑄（zhù）造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金（jīn）、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板（bǎn）坯、棒坯（pī）、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材料（liào）的塑性，在工具及模（mó）具的外力（lì）作用下（xià）來加工製件的少（shǎo）切削或無切削的（de）工藝方法（fǎ）。它的種類有很多，主（zhǔ）要包括鍛造、軋製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓等（děng）。

（1）鍛造（zào）

鍛造：是一（yī）種（zhǒng）利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力（lì），使其產生塑性（xìng）變形以獲得（dé）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，鍛造可分為自由鍛（duàn）、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由（yóu）鍛造：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用簡單的工具將金屬（shǔ）錠或（huò）者塊料錘成所需要形狀和尺寸的加工方法。

模鍛（duàn）：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具來成形（xíng）的。

碾環：指通（tōng）過專用設備碾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（xíng）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零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備（bèi）坯→模鍛成形→切（qiē）邊→衝（chōng）孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處（chù）理（lǐ）→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛（duàn）件質量比鑄件高能（néng）承受（shòu）大的衝擊力作用，塑（sù）性（xìng）、韌（rèn）性和其他方麵的力學性能也都比鑄件高甚至比軋（zhá）件（jiàn）高。

2、節約原材料，還能縮短加（jiā）工工時。

3、生產效率高例。

4、自（zì）由鍛造適合於單件小（xiǎo）批量生產，靈活性比較大。

應（yīng）用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪（lún）、護（hù）環，巨大的水壓機工作缸和立柱，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（yā）縮成型軋製（zhì）使材料截麵減（jiǎn）小，長度增加的壓力加工方法。

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是（shì）金屬（shǔ）在兩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過程。

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向（xiàng）一致。

斜軋：軋（zhá）件作螺旋（xuán）運動，軋件與（yǔ）軋輥軸線非特角。

工藝流程（chéng）：

應用：

主要用在金屬材料型材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料比（bǐ）如塑料製品（pǐn）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）截麵積減小長度增加，成為所需（xū）製品的加工方（fāng）法（fǎ）叫擠壓，坯料（liào）的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸（shēn）扭擰校（xiào）直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，產品規（guī）格、品種多；

2、生產靈活性大，適合小批量生產；

3、產品尺寸精度高，表麵質量好；

4、設備投（tóu）資（zī）少，廠房麵積小，易實（shí）現自動化生產（chǎn）。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬流動（dòng）不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長（zhǎng）；

4、工具損耗大，成本高。

生產適用範圍（wéi）：主要（yào）用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉（lā）金屬的前端，將金屬坯料從（cóng）小於坯料（liào）斷麵的模孔中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性加工方法（fǎ）。

優點：

1. 尺（chǐ）寸精確，表麵光潔；

2. 工（gōng）具、設備簡單（dān）；

3. 連續高速生（shēng）產斷（duàn）麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩次（cì）退（tuì）火間的總變形量有限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材（cái）、型材及線材的主要加工方法。

（5）衝壓（yā）

衝（chōng）壓（yā）：是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和（hé）型材等施加外力，使之產生（shēng）塑性變形（xíng）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、生產性良好，適合大量生產、成本低。

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（xìng）良好 。

適用（yòng）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（pǐn）。汽車的車身、底（dǐ）盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機（jī）、電器的（de）鐵芯矽鋼片等都是衝（chōng）壓加工的。儀器儀表、家（jiā）用電器、自行車、辦公機械、生活（huó）器皿等產（chǎn）品中，也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工：是在在零件生產過程中，直接（jiē）用刀具在毛坯上切除多餘金屬層厚度（dù），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（zhì）量等技術要求的（de）加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊（hàn）接        

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

焊接分類：

▌ 粉末冶金（jīn）        

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

工藝基（jī）本流程：

優點：

1、絕大多數難熔金（jīn）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（jīn）屬，降低產品成（chéng）本。

3、不會給材料任（rèn）何汙染，有可（kě）能製取高（gāo）純度的材（cái）料。

4、粉末冶金法能（néng）保證材料成分配比的正確性和（hé）均勻性。

5、粉末冶金適宜於（yú）生產同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（kuàng）下要（yào）考慮 零（líng）件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造（zào）模具。

生產適用範圍：

粉末冶（yě）金技術可以直接製成（chéng）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（lún）、導杆、刀具等。

▌ 金屬（shǔ）注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡（jiǎn）稱。是將金屬粉（fěn）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（fěn）末與粘結劑進（jìn）行混合，然後將混合（hé）料進行製粒再注射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程：

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

技術特點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化（huà）；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術（shù）的核心隻有加入（rù）一（yī）定量的粘（zhān）接劑，粉末才具有增強流動性以適合（hé）注射成型（xíng）和維持坯塊（kuài）的基（jī）本（běn）形狀。

▌ 金屬半固態成（chéng）型          

半固態成型：利用非（fēi）枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的流變性和（hé）攪熔性來控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變成型和（hé）觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變（biàn）成型（Thixoforming）