​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料（liào）成形方法是零件設計的重要內容，也是製造（zào）者們極度（dù）關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家來看看金（jīn）屬成形工藝。

▌ 鑄造（zào）

液態（tài）金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其（qí）冷（lěng）卻凝固，以獲得毛坯或零件的生（shēng）產方法（fǎ），通常稱為金屬液態成形（xíng）或鑄造。

工藝流程：液體金屬（shǔ）→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產形狀任意複（fù）雜的製件，特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應（yīng）性強，合金種類不受限製，鑄件大（dà）小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，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（tiáo）件差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產（chǎn）鑄（zhù）件的鑄造方法。鋼（gāng）、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲（huò）得（dé）。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術（shù）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（xìng）廣，成本低（dī）；

3、對於某些塑性很差的材料，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（jī）氣（qì）缸體、氣缸蓋、曲（qǔ）軸等鑄（zhù）件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常（cháng）是指在易熔材料製（zhì）成模樣，在模樣表麵（miàn）包覆若幹（gàn）層耐火材料製成（chéng）型殼，再將模樣熔化（huà）排（pái）出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺（chǐ）寸（cùn）精度和（hé）幾何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造（zào）外型複雜的鑄件，且鑄造（zào）的合金不受限製。

缺點：工（gōng）序繁雜，費用（yòng）較高

應用：適用於生產形狀複雜、精（jīng）度要求高、或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：是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄（zhù）件。

工（gōng）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（xìng）好；

3、生產效（xiào）率高，壓鑄模（mó）使用次數多；

4、適合大批大（dà）量生產（chǎn），經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細小（xiǎo）的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載（zǎi）荷及有震動的情況（kuàng）下工作（zuò）；

3、高熔點合金壓鑄時（shí），鑄型壽命低（dī），影響（xiǎng）壓鑄生產（chǎn）的擴大。

應用：壓（yā）鑄件最先應（yīng）用在汽車工業和儀表工業，後來逐步擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電（diàn）子工（gōng）業、國防工業（yè）、計算機、醫療器械（xiè）、鍾表、照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（yā）力(0.02～0.06MPa)作用下充（chōng）填鑄型（xíng），並在壓力下結晶以（yǐ）形成（chéng）鑄件的方法.。

工藝流程：

技術（shù）特點：

1、澆（jiāo）注時的壓（yā）力和速度可以調（diào）節（jiē），故可適用於各種不同鑄型（xíng）（如金屬型（xíng）、砂型等），鑄造各種合金（jīn）及各（gè）種大小的鑄件；

2、采（cǎi）用底注式（shì）充型，金屬液充（chōng）型平穩，無飛濺現象，可避免（miǎn）卷入氣體及對型壁和型芯的衝刷，提（tí）高了鑄（zhù）件的合格（gé）率；

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

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（shè）備簡易，易實（shí）現機械化和自動化。

應用：以傳統（tǒng）產品（pǐn）為主（氣缸頭、輪轂、氣缸（gāng）架等）。

（5）離心（xīn）鑄造(centrifugal casting)

離心鑄（zhù）造：是（shì）將金屬液澆入旋轉的鑄型中（zhōng），在離心力作用下填（tián）充鑄（zhù）型而凝固成形的一種鑄造（zào）方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎（hū）不存在澆注係統和冒口（kǒu）係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產（chǎn）中空鑄件時可不用型芯，故在（zài）生產長管形鑄件時可（kě）大（dà）幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件（jiàn）致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便（biàn）於製造筒、套類複合金屬（shǔ）鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有（yǒu）一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析（xī）。

應用：

離心鑄造最早（zǎo）用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國（guó）防、汽車等行業中均（jun1）采用（yòng）離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄（zhù）件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生產最為普遍（biàn）。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型（xíng）鑄造：指液態金屬在重（chóng）力作用下充（chōng）填金屬鑄型並在型中冷卻凝固（gù）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（què）速度快，鑄件組織致密，力學性能比（bǐ）砂（shā）型鑄件高15%左右（yòu）。

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

3、因不用和很少用砂芯，改（gǎi）善環（huán）境、減少（shǎo）粉塵（chén）和有害氣（qì）體、降低勞動強度。

缺點（diǎn）：

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（hé）砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件（jiàn）凝固時容易產生（shēng）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（chǎn）時，才能顯示（shì）出好的經濟效果（guǒ）。

應用：

金屬（shǔ）型鑄造既（jì）適用於大批量生產形狀複雜的鋁（lǚ）合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也適（shì）合於生（shēng）產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真（zhēn）空鑄造：通過在壓（yā）鑄過程中（zhōng）抽除壓鑄模具型腔內的氣體（tǐ）而消（xiāo）除或（huò）顯（xiǎn）著減少壓鑄件（jiàn）內的氣孔和溶解氣體，從而提高（gāo）壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

工藝流程：

優點：

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

2、減少型腔的反壓（yā）力，可使用較低的比壓（yā）及鑄造性能較差的合金（jīn），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（jiào）薄的鑄件;

缺點（diǎn）：

1、模具密封結構複雜，製造及安（ān）裝較困難，因而成本較高;

2、 真空（kōng）壓鑄法如控製不當，效果就不（bú）是很顯著。

（8）擠（jǐ）壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄（zhù）造：是使液態或（huò）半固態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛（máo）坯的方法。它具有液態（tài）金屬利用率（lǜ）高（gāo）、工序簡化和質（zhì）量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬成形技術。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金（jīn）、合（hé）模、加壓（yā）、保壓、泄壓，分模、毛（máo）坯脫模（mó）、複位；

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

技術特點（diǎn）：

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、可防止鑄造裂紋的產生（shēng）；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：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（qiú）墨鑄鐵等

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又（yòu）稱實型鑄造）：是將與鑄件尺（chǐ）寸形狀相似的石蠟或泡沫模（mó）型粘結組合（hé）成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在幹石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液（yè）體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄（zhù）件（jiàn）的新型鑄（zhù）造方法。

工（gōng）藝流程：預發泡→發（fā）泡成型→浸塗料（liào）→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減（jiǎn）少了加工時間；

2、無分型麵（miàn），設計靈活，自由度高；

3、清潔生（shēng）產，無汙染（rǎn）；

4、降低投資和生產成本（běn）。

應用：

適合（hé）成產結構複（fù）雜的各種大小較精密（mì）鑄件，合金種類不（bú）限，生（shēng）產批量不限。如灰鑄（zhù）鐵發動機箱體、高（gāo）錳鋼彎（wān）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（yuán）理是（shì）將（jiāng）熔融的金屬，不斷澆入（rù）一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝固（結（jié）殼）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（dìng）的長度的鑄（zhù）件。

工藝流程：

技（jì）術特點：

1、由於金屬被迅速（sù）冷（lěng）卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約（yuē）金屬，提高收得率；

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

4、連續鑄造生產易於實現機械化和（hé）自動化，提高生產效率。

應（yīng）用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵（tiě）、銅（tóng）合金、鋁合（hé）金、鎂合（hé）金等斷麵形（xíng）狀（zhuàng）不變的長鑄件，如鑄錠、板（bǎn）坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材料的塑性（xìng），在工具及模具的外力作用下來加工製件的少切削（xuē）或無切削的工藝方法。它的種類（lèi）有很（hěn）多（duō），主要包括（kuò）鍛（duàn）造、軋製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓等（děng）。

（1）鍛造

鍛（duàn）造：是一種利用鍛壓（yā）機械對金屬坯料施加壓力（lì），使其產生塑性變形以（yǐ）獲得具有（yǒu）一定機械性能、一（yī）定形狀和尺（chǐ）寸鍛件的加工方法。

根據成形機理，鍛造（zào）可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊（shū）鍛造。

自由鍛造：一般是在（zài）錘鍛或者水壓機上，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（shì）在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用（yòng）模具來成形（xíng）的。

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

特種鍛造：包括輥（gǔn）鍛、楔橫軋、徑（jìng）向鍛造、液態模鍛等鍛造（zào）方式，這些方式（shì）都比較適用於（yú）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（chéng）形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯（jiǎo）正→檢查

技術特點：

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

2、節約原材料，還能縮短加工工時。

3、生產效率高例。

4、自由鍛造適合於單件（jiàn）小批量生（shēng）產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋（zhá）輥、人字齒輪，汽（qì）輪發電機組的（de）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（pī）料通過一對旋轉軋輥的間隙（各（gè）種形狀），因受軋輥的（de）壓縮（suō）成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓力加工方法。

軋製分類（lèi）：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋（zhá）、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間通過，並（bìng）在其間產生塑性變形的（de）過程。

橫軋：軋件變形後運動方向與（yǔ）軋（zhá）輥軸線方向（xiàng）一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥（gǔn）軸線非特角。

工藝流程：

應（yīng）用：

主要用在金屬材料型材，板（bǎn），管材等 ，還有一些非金屬材料比如塑料製品及玻璃（lí）製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均（jun1）勻壓應力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出（chū）使之橫截麵積減小長度增加，成為所需製品（pǐn）的加工方法叫擠壓，坯料的（de）這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠（jǐ）壓→拉（lā）伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包裝入（rù）庫

優點：

1、生產範圍廣，產（chǎn）品（pǐn）規格（gé）、品種多；

2、生產靈活性大（dà），適合（hé）小（xiǎo）批量（liàng）生產；

3、產品尺寸（cùn）精度高（gāo），表麵質量好；

4、設（shè）備投資少（shǎo），廠房麵積小，易實現自動（dòng）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（dù）低，輔助時間長；

4、工（gōng）具損（sǔn）耗大，成本高。

生產適用（yòng）範（fàn）圍（wéi）：主要用於製造長杆、深孔、薄（báo）壁、異型斷麵（miàn）零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被（bèi）拉金屬的前（qián）端，將金屬坯料從小於坯料斷（duàn）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（zhǒng）塑（sù）性加（jiā）工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設（shè）備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩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、型材及線材的主要加（jiā）工方法。

（5）衝壓（yā）

衝壓：是靠壓（yā）力機和（hé）模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形（xíng）或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成（chéng）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（hé）大量生產、成本低。

3、可（kě）得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高（gāo）、剪切性及回收性良好 。

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（pǐn）。汽車的車身（shēn）、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加（jiā）工（gōng）的。儀器儀（yí）表、家用電器、自行車、辦公（gōng）機械、生活器皿等產品中，也有（yǒu）大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工：是在在零件生產過程中，直（zhí）接用刀具在毛坯上切除多餘金（jīn）屬層厚度，使之或者圖紙（zhǐ）要求的尺寸精度、形狀和位置相互精度（dù）、表麵質量等技術要求的加（jiā）工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

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

焊接分類：

▌ 粉（fěn）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（jīn）屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，製造金屬材料、複（fù）合材料以及各種（zhǒng）類（lèi）型製品的（de）工藝技（jì）術。

工藝基本流程：

優點：

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

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不會（huì）給材料任（rèn）何汙染，有可能製取（qǔ）高（gāo）純度的材料。

4、粉末冶金法能保證材料（liào）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（duō）的產（chǎn）品，能大大降低生（shēng）產成本。

缺點：

1、在（zài）沒有批量（liàng）的情況下（xià）要考慮 零件（jiàn）的大（dà）小。

2、模具費用相（xiàng）對來說要高出鑄造模具。

生（shēng）產（chǎn）適用範圍：

粉末冶金技術可以直接（jiē）製成多孔、半（bàn）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（děng）。

▌ 金屬注射成型        

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混合料注射於模型中（zhōng）的成形方（fāng）法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然後將混合料（liào）進行製粒再注（zhù）射成形（xíng）所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為（wéi）四個獨（dú）特加工步驟（混合、成（chéng）型、脫脂和燒結）來實現零部件的（de）生產，針對（duì）產品特性決定是否需要進行表麵處理。

技術特（tè）點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表麵質量好、廢品率低（dī）、生產效率高、易於實現自動（dòng）化；

3、對模具材料要求低（dī）。

技術核（hé）心：

粘接劑是MIM技術的（de）核心（xīn）隻有加（jiā）入一定（dìng）量的粘接劑（jì），粉末才具有增強流動性以（yǐ）適合注射成型和維持（chí）坯塊的基（jī）本形狀。

▌ 金屬半固態成型          

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

半固態成型可分為流（liú）變成（chéng）型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸（chù）變（biàn）成型（Thixoforming）