​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成形方（fāng）法是零件設計的重（chóng）要內容，也是製造者們極度關（guān）心的問題，更是材料（liào）加工過程中的關鍵因素，今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、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻（què）凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱（chēng）為（wéi）金屬液態成形或鑄造。

工（gōng）藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生（shēng）產形狀（zhuàng）任意複雜的製件，特別是內（nèi）腔形狀（zhuàng）複雜的製件。

2、適（shì）應性強，合金種類不受（shòu）限製，鑄件大小幾（jǐ）乎不受（shòu）限（xiàn）製。

3、材（cái）料來源廣，廢品可重熔，設備投資（zī）低。

4、廢品（pǐn）率高、表麵質量較低（dī）、勞動條件差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

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

工藝流程：

砂型鑄造工藝流（liú）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、對於某些塑性很差的材（cái）料，如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模（mó）鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣，在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的（de）鑄（zhù）型（xíng），經高溫焙燒（shāo）後即可填（tián）砂澆（jiāo）注的鑄造方案。常稱為“失（shī）蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工（gōng）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、能夠鑄造外型（xíng）複雜（zá）的（de）鑄件，且鑄造的合金不受（shòu）限製。

缺點：工序繁雜，費（fèi）用較高

應用：適用於生產形狀複雜（zá）、精（jīng）度要求高、或很難進行其它加（jiā）工的小型零件，如渦輪發動機的葉片（piàn）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（jīn）屬模具型腔內，金屬液在壓力作（zuò）用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時（shí）金屬液（yè）體承受壓（yā）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（duō）；

4、適合大批大量生產，經濟效益好（hǎo）。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在（zài）衝擊載荷及有（yǒu）震動的情況下工作；

3、高熔點合（hé）金壓鑄時，鑄型壽（shòu）命低（dī），影響壓鑄生產的擴大。

應用：壓鑄（zhù）件最先（xiān）應（yīng）用在汽車工業和儀表（biǎo）工業，後來逐步擴大（dà）到各個行業，如農業機械、機床工（gōng）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（yè）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.。

工藝流程：

技術特點：

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

2、采用底注式充型，金屬液充（chōng）型平穩（wěn），無飛（fēi）濺現象，可避（bì）免卷入氣體及對型（xíng）壁和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密（mì）、輪廓清晰、表（biǎo）麵光潔，力學（xué）性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用（yòng）率提高到90～98%；

5、勞動強度低（dī），勞動條件好，設備簡易，易實現（xiàn）機（jī）械化和自動化。

應用：以傳統產（chǎn）品為主（氣缸（gāng）頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心（xīn）鑄造(centrifugal casting)

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

工藝（yì）流程：

優點：

1、幾乎不存在澆注係統和冒口係（xì）統（tǒng）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（xīn），故在生（shēng）產長管形鑄件時（shí）可（kě）大幅度地改善金屬（shǔ）充型能力；

3、鑄件（jiàn）致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少（shǎo），力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬（shǔ）鑄件。

缺點（diǎn）：

1、用於生產異形鑄件時有一定（dìng）的（de）局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵（miàn）比較粗（cū）糙（cāo），質量較差，加工餘量（liàng）大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心（xīn）鑄（zhù）造（zào）最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通（tōng）、排灌機（jī）械、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合（hé）金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃（rán）機缸套和軸（zhóu）套等鑄件的生產最（zuì）為普（pǔ）遍（biàn）。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態金屬在重力作（zuò）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（chéng）：

優點:

1、金屬型（xíng）的熱（rè）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（jīng）度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並（bìng）且（qiě）質量（liàng）穩定性（xìng）好。

3、因不用和很（hěn）少用砂（shā）芯，改善環境、減少粉塵和（hé）有害氣體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型（xíng）本身無透氣性，必須采用一定（dìng）的措施導出型腔中的（de）空氣和砂芯所（suǒ）產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄（zhù）件凝固時容易產生裂紋；

3、金屬型製造周期較長，成本較高。因此隻有在大量成批（pī）生（shēng）產時，才（cái）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，也適合於生（shēng）產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄（zhù）造：通過在壓（yā）鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的氣體而消除或（huò）顯著減少壓鑄件（jiàn）內的氣孔和（hé）溶解氣體，從而（ér）提高壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓（yā）鑄工藝。

工藝流程：

優點：

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

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

3、改善了充填條件，可壓鑄（zhù）較薄的鑄件（jiàn）;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如控製不（bú）當，效果就不是（shì）很（hěn）顯著。

（8）擠壓（yā）鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是（shì）使（shǐ）液態或半（bàn）固態金屬在（zài）高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方（fāng）法。它具有液態金屬利用率高、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（jǐng）的金屬成形技術。

工（gōng）藝流程：

直接擠壓鑄（zhù）造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保壓、泄壓，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、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（biǎo）麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：可用於生產各種類型的（de）合金，如鋁合金、鋅合金（jīn）、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）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫（mò）模型粘結組合成模型（xíng）簇，刷塗耐火塗料並烘（hōng）幹（gàn）後，埋在幹石英砂中振動造型（xíng），在負壓下澆注，使（shǐ）模型氣化，液體金屬（shǔ）占據（jù）模型位置，凝固冷卻後形成鑄（zhù）件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發泡→發泡成型→浸塗料（liào）→烘幹→造型→澆注→落砂（shā）→清（qīng）理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂（shā）芯，減少了加工（gōng）時間；

2、無分（fèn）型麵，設計靈活，自（zì）由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資（zī）和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的（de）各種大小較精密鑄件，合金（jīn）種類不（bú）限，生產批量不限。如灰鑄鐵（tiě）發（fā）動機箱體、高錳（měng）鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的鑄造方法，其原理（lǐ）是將熔（róng）融（róng）的（de）金（jīn）屬，不斷澆（jiāo）入一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝固（結殼（ké））了的鑄件（jiàn），連（lián）續不斷（duàn）地從結晶器的另（lìng）一（yī）端拉出，它可獲（huò）得任意長或特定的（de）長度的鑄件（jiàn）。

工藝流程：

技（jì）術特點（diǎn）：

1、由（yóu）於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組（zǔ）織均勻，機械性能較（jiào）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，因而減輕了勞（láo）動強度（dù）；所需生（shēng）產麵積也大為（wéi）減少；

4、連續鑄造生產易於實現機械化和（hé）自動化，提高（gāo）生（shēng）產效率。

應用：

用連續鑄造法（fǎ）可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁（lǚ）合金、鎂合金等斷麵形狀（zhuàng）不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子（zǐ）等。

▌ 塑性成形

塑性成（chéng）形（xíng）：就是利用（yòng）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無切削的工藝方（fāng）法。它的種（zhǒng）類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是（shì）一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性（xìng）變形以獲得具有一（yī）定機械性能、一（yī）定形狀和尺寸鍛件的加工方法（fǎ）。

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

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

模鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力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（líng）件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形（xíng）零件。

特（tè）種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造（zào）、液態模（mó）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（líng）件。

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

技術（shù）特點（diǎn）：

1、鍛件（jiàn）質量比鑄件高（gāo）能承受大的衝擊力作（zuò）用，塑性、韌性和其他方麵的力學性能也都比鑄件（jiàn）高甚至比軋件高。

2、節約原（yuán）材料（liào），還能縮短加工（gōng）工時。

3、生產（chǎn）效率高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產，靈活性比較大。

應用：

大（dà）型軋鋼機的軋輥、人（rén）字齒輪，汽輪發電機（jī）組的轉子、葉輪、護環，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（de）間隙（各種形狀（zhuàng）），因受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減小（xiǎo），長度增加的壓力加工方法。

軋製分類：

按軋（zhá）件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金（jīn）屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間通過，並在其（qí）間產生塑性變形的過程。

橫軋：軋（zhá）件變形後運動方向（xiàng）與軋輥軸線方向一致。

斜（xié）軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋（zhá）輥軸線非特角。

工藝流程：

應用（yòng）：

主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（liào）製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均勻壓（yā）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，成為所需製品的（de）加工方法叫擠壓，坯料的（de）這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠（jǐ）壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸（jù）切（定尺）→取（qǔ）樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種（zhǒng）多；

2、生（shēng）產靈活性大，適（shì）合小批量生產；

3、產品尺寸精度高，表麵質量好（hǎo）；

4、設備投資少，廠房麵積（jī）小（xiǎo），易實現（xiàn）自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬流（liú）動不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工（gōng）具損耗（hào）大，成本高。

生產適用範（fàn）圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異（yì）型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉金屬的前端（duān），將金屬坯料從小於（yú）坯料斷麵的（de）模（mó）孔中（zhōng）拉出，以獲得相應的形狀（zhuàng）和尺寸的製品的（de）一種塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產（chǎn）斷麵小的長製品。

缺點（diǎn）：

1. 道次變形量與兩（liǎng）次退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、型材及線材（cái）的主要加工方（fāng）法。

（5）衝壓（yā）

衝壓：是靠壓力機和模（mó）具對板材、帶材、管材和（hé）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（xū）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（dào）輕量、高剛性之製品（pǐn）。

2、生（shēng）產性良好，適合大量生產、成本低（dī）。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高（gāo）、剪切性及回收（shōu）性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材（cái）中，有60～70%是板材（cái），其（qí）中大部分經過衝壓製（zhì）成成品。汽車（chē）的（de）車身、底盤、油箱、散熱（rè）器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器（qì）的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家（jiā）用電（diàn）器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中（zhōng），也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工：是在（zài）在（zài）零件生產（chǎn）過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘（yú）金屬層厚度，使（shǐ）之或（huò）者圖紙（zhǐ）要求（qiú）的尺（chǐ）寸精度、形狀和位置相互精度、表麵（miàn）質（zhì）量等技術要求的加工（gōng）過程。

常用機加工方法（fǎ）：

▌ 焊接        

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

焊（hàn）接（jiē）分類：

▌ 粉末冶金        

粉末（mò）冶（yě）金：是製取金屬（shǔ）或用金屬粉末（或（huò）金（jīn）屬（shǔ）粉末與（yǔ）非金屬粉末的混合物）作為原（yuán）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（hé）金、多孔（kǒng）材料隻能用粉末冶金方法（fǎ）來製造。

2、節（jiē）約金屬（shǔ），降低產品成（chéng）本。

3、不會給材料任何汙染（rǎn），有可能製取（qǔ）高純度的材料。

4、粉末冶金法能保證材料成分（fèn）配比的正確性和均勻性（xìng）。

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

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮 零件（jiàn）的大小。

2、模（mó）具費用相對來（lái）說要高出鑄造模具。

生產（chǎn）適用範圍：

粉末冶金技術可以直接製成多孔、半致密或全致密（mì）材料和製品，如含油軸承、齒（chǐ）輪、凸輪、導杆、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（fěn）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），然後將混合料進行製粒再注射成形（xíng）所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分（fèn）為四個獨特加工步驟（混合（hé）、成型、脫脂和燒（shāo）結）來實現零部件的生（shēng）產，針對產品特（tè）性決定是否需要進行表麵處理。

技（jì）術（shù）特點：

1、一（yī）次成型負責零件；

2、製件表麵質量好、廢品率低（dī）、生產效率高、易（yì）於實現（xiàn）自動化（huà）；

3、對模具材料要求低。

技術（shù）核心：

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

▌ 金屬半固態（tài）成型          

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

半固態成（chéng）型可分為流變（biàn）成型（xíng）和觸變成（chéng）型。

(1)流（liú）變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸（chù）變成型（Thixoforming）