​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（shè）計的重要內容，也（yě）是製（zhì）造者們極度關心的（de）問題，更是材料加工過程（chéng）中的關鍵因素，今天就帶大（dà）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（xiàng）適應（yīng）的鑄型型腔中，待其冷卻（què）凝固，以獲得毛坯或零件（jiàn）的生產方法，通（tōng）常稱為金屬液態（tài）成形（xíng）或鑄造。

工藝流程：液體金屬（shǔ）→充型→凝固（gù）收（shōu）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（xíng）狀複雜（zá）的製件。

2、適應性強，合金（jīn）種類不受限製，鑄件（jiàn）大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣（guǎng），廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞（láo）動條件差。

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、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂（shā）型鑄造工藝（yì）流程

技術特點：

1、適合於製（zhì）成（chéng）形狀複雜，特（tè）別是具有複雜內腔（qiāng）的毛坯；

2、適（shì）應性廣，成本低；

3、對於某些（xiē）塑性很差的材（cái）料，如鑄鐵（tiě）等，砂型（xíng）鑄造是製造其零件或（huò），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）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指（zhǐ）在易熔材料（liào）製成模樣（yàng），在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型（xíng）殼，再將模樣熔化排出（chū）型殼，從而獲得無分型麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒後即可填（tián）砂澆注的（de）鑄造方案。常稱為“失蠟（là）鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸（cùn）精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙（cāo）度高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合金不受限製（zhì）。

缺點：工序繁雜，費用（yòng）較（jiào）高

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

（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（qiāng）內，金屬液在壓力作（zuò）用下冷卻凝固而形（xíng）成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時（shí）金屬液體承受壓力高，流速（sù）快

2、產品質量好，尺寸穩定（dìng），互換性好；

3、生產效率高，壓（yā）鑄模使用次（cì）數（shù）多；

4、適合大批（pī）大（dà）量生產，經濟效益（yì）好（hǎo）。

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（bú）宜在衝擊（jī）載荷及有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓（yā）鑄生產的擴大。

應用：壓（yā）鑄件最先應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（jī）床工（gōng）業（yè）、電（diàn）子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表（biǎo）、照相機和日用五金等多個行業。

（4）低壓鑄（zhù）造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體金（jīn）屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作（zuò）用下充填鑄型（xíng），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（yā）力和速度可以調節，故可適用於各（gè）種不同鑄型（xíng）（如金屬型、砂型等），鑄造各種合（hé）金及各（gè）種大小的鑄件；

2、采用（yòng）底注式（shì）充型，金（jīn）屬液充型（xíng）平（píng）穩，無飛濺現象，可（kě）避免卷入氣體及對型壁和型（xíng）芯的衝（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（zhì）密、輪廓清晰、表麵光潔，力學性能較高，對於大薄（báo）壁（bì）件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和（hé）自動化。

應用：以傳統產（chǎn）品為（wéi）主（氣（qì）缸頭、輪轂（gū）、氣缸架等）。

（5）離心（xīn）鑄造(centrifugal casting)

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

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆注係（xì）統和冒口係統的金屬消（xiāo）耗，提高工藝出品率；

2、生產中空鑄（zhù）件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅（fú）度（dù）地改善金（jīn）屬充型能力；

3、鑄（zhù）件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能（néng）高；

4、便於製造筒（tǒng）、套類複（fù）合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一（yī）定（dìng）的局限性；

2、鑄件內（nèi）孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙（cāo），質量（liàng）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鑄（zhù）管，國內外在（zài）冶金、礦山、交通、排灌機械、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)

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

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（zhī）致（zhì）密，力學性能比砂型鑄件高15%左右。

2、能獲得較（jiào）高尺寸精（jīng）度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並且質（zhì）量穩定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改（gǎi）善環境、減少粉塵和（hé）有害氣體、降低勞動（dòng）強度。

缺點：

1、金屬型（xíng）本身無（wú）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）凝固時容易產生裂紋；

3、金屬型製造周期較長（zhǎng），成（chéng）本較高。因此隻有（yǒu）在大量成批（pī）生產時，才（cái）能顯示出好的經濟效果。

應用：

金（jīn）屬型鑄造既適（shì）用於大批量生產形狀複雜的鋁合金（jīn）、鎂合金等非鐵合金（jīn）鑄件，也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等（děng）。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通（tōng）過在壓鑄過程（chéng）中抽除壓鑄模具型腔（qiāng）內的氣體（tǐ）而消除或顯著減少壓鑄件內（nèi）的氣孔和溶解氣體，從而提（tí）高壓鑄件力（lì）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（gāo）壓（yā）鑄件的機（jī）械性能和表麵質量，改（gǎi）善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，可使用較（jiào）低的比（bǐ）壓及鑄造（zào）性能較差的合金，有可（kě）能用小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、模具密封結構複雜，製造及安（ān）裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如（rú）控製不（bú）當，效（xiào）果就不是很顯著。

（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（xià）凝（níng）固（gù）、流動成形，直接（jiē）獲得製件（jiàn）或毛坯的方（fāng）法（fǎ）。它具有液態金屬利用（yòng）率高、工序簡（jiǎn）化和質量穩（wěn）定等優點，是一種節能型的（de）、具有潛在應用（yòng）前景的金屬成形技術。

工藝流程：

直接擠壓鑄（zhù）造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保壓（yā）、泄壓，分模、毛（máo）坯脫模、複（fù）位；

間接擠（jǐ）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、可消除內部的氣孔、縮孔和縮（suō）鬆（sōng）等缺陷；

2、表麵粗糙度（dù）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（huà）。

應用：可用於（yú）生產各種類型的合（hé）金，如鋁合金、鋅合（hé）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（shí）型（xíng）鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀（zhuàng）相似的石蠟或（huò）泡沫模型粘結組合成（chéng）模型簇（cù），刷塗耐火塗料（liào）並烘幹（gàn）後，埋在幹石英砂中振動造型，在負（fù）壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模（mó）型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造（zào）方法（fǎ）。

工藝流程：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注（zhù）→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加工時間；

2、無分型（xíng）麵（miàn），設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資（zī）和（hé）生產成本。

應用：

適合成（chéng）產結構複雜的各種大（dà）小較精密鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發動（dòng）機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器（qì）的特殊金屬型中，凝（níng）固（結殼）了的（de）鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉（lā）出，它可獲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，提高收得率；

3、簡化了工序，免（miǎn）除造型及其（qí）它工序，因而減輕了（le）勞動（dòng）強度；所（suǒ）需生產麵積（jī）也大為減少；

4、連續鑄造生產易於（yú）實現機械化和自動化，提高生產效率。

應（yīng）用：

用連續（xù）鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金（jīn）、鎂合金等（děng）斷麵形狀不變的長（zhǎng）鑄件，如鑄錠（dìng）、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材料的塑（sù）性（xìng），在（zài）工具及模具的外力作用下來加工（gōng）製件的少切削或無切削的工藝方法。它的種類有（yǒu）很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉（lā）拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛壓機械對（duì）金屬坯料施加壓力，使（shǐ）其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛（duàn）件的加工方法。

根據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛（duàn）或者水（shuǐ）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（chǐ）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（yòng）設備碾環機生產不同直徑的環（huán）形零（líng）件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。

特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式，這些方（fāng）式都比較適用於生產某些（xiē）特殊形（xíng）狀的零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中（zhōng）間檢驗（yàn）→鍛件熱（rè）處理→清（qīng）理（lǐ）→矯（jiǎo）正→檢查

技術特點：

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

2、節（jiē）約原材料（liào），還能縮短加工（gōng）工時。

3、生產效率高例（lì）。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產，靈活（huó）性比較大。

應用：

大（dà）型軋鋼機的軋輥（gǔn）、人字（zì）齒輪，汽（qì）輪發（fā）電機組的轉子、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（zhá）製

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

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋（zhá）、橫軋、斜軋（zhá）。

縱軋（zhá）:就是金屬在兩個旋轉（zhuǎn）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（xiàng）與軋（zhá）輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥（gǔn）軸線非特角。

工（gōng）藝流程：

應用：

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

（3）擠（jǐ）壓

擠壓：坯料在三向（xiàng）不均勻壓應（yīng）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增加，成為所需製品（pǐn）的加工方法（fǎ）叫（jiào）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→拉伸扭擰校直→鋸切（定（dìng）尺（chǐ））→取樣（yàng）檢查→人工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性大，適合小批量（liàng）生產；

3、產品尺寸精（jīng）度高，表麵質（zhì）量好；

4、設（shè）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（dòng）不（bú）均勻；

3、擠（jǐ）壓速度低，輔助時（shí）間（jiān）長（zhǎng）；

4、工具損耗大，成本高。

生產適用（yòng）範圍：主要用於製造長杆、深（shēn）孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉（lā）拔

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

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工（gōng）具、設備簡單；

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（huǒ）間的總變形（xíng）量有限；

2. 長度（dù）受限製。

生產適用（yòng）範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線材（cái）的主要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對（duì）板（bǎn）材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性（xìng）變形或（huò）分離，從而獲得所需形狀和（hé）尺寸的工（gōng）件（衝壓件（jiàn））的成形（xíng）加工方法。

技術（shù）特點：

1、可得到輕（qīng）量、高剛性之製品。

2、生產性良好（hǎo），適合大量生（shēng）產、成本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率（lǜ）高、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（dà）部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱（rè）器片，鍋爐的汽（qì）包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都（dōu）是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件（jiàn）。

▌ 機加工        

機加工：是（shì）在在零件生產過程中，直接用刀具在毛（máo）坯（pī）上切除多餘金屬層厚（hòu）度，使之或者（zhě）圖紙要求（qiú）的（de）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：

▌ 焊接（jiē）        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一種以加熱、高溫或者高壓的（de）方式接合金屬（shǔ）或（huò）其他熱塑性（xìng）材料如塑料的製造工藝及（jí）技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金（jīn）：是製取金屬或用金（jīn）屬粉末（或金屬粉末與（yǔ）非金屬粉末的（de）混合物）作（zuò）為原料，經過成形和燒結（jié），製（zhì）造金屬材料、複合（hé）材料以及各（gè）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、假合金、多孔材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、不會給材料任何汙（wū）染，有可能製取高純度的材料。

4、粉末冶金法能（néng）保證材料成（chéng）分（fèn）配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於（yú）生產同一（yī）形狀而數量多的產（chǎn）品，能（néng）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（dà）小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產（chǎn）適用範圍（wéi）：

粉末冶金技術可以直接製成多孔、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。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成（chéng）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的成形方法（fǎ）。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然後將混合料進行製粒再注射成形所需要的形狀（zhuàng）。

MIM工藝流程：

MIM流程分為（wéi）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，針對產品特性決定（dìng）是否需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一（yī）次成型（xíng）負責零（líng）件；

2、製件表麵（miàn）質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化；

3、對模具材料要（yào）求低。

技術核心：

粘（zhān）接劑是MIM技術的核心（xīn）隻有加（jiā）入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成（chéng）型和維持坯塊的基本形狀。

▌ 金屬半固態成型          

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

半固態成型可（kě）分為流（liú）變成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）