各種金屬材料的成（chéng）形工藝大全

材料成形方法是零（líng）件（jiàn）設計的重（chóng）要（yào）內容，也是製造者們極度關心的問題，更是材料加工（gōng）過程（chéng）中（zhōng）的關鍵因素，今天就帶大家（jiā）來看看各種金屬（shǔ）成形工藝。

▌ 鑄造

液態（tài）金屬澆注到與零（líng）件形（xíng）狀、尺寸（cùn）相適應的鑄型（xíng）型腔（qiāng）中，待其冷卻（què）凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝（yì）特點：

1、可（kě）生產形狀任意複雜的製件，特別是（shì）內腔形狀複（fù）雜（zá）的製件（jiàn）。

2、適應性強，合（hé）金種類不受限製，鑄件大小幾（jǐ）乎不受限製。

3、材料來源廣，廢（fèi）品（pǐn）可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件差（chà）。

鑄造分類 ：

（1）砂型（xíng）鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄（zhù）造方法。鋼、鐵和大多數有（yǒu）色合金鑄件都（dōu）可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流（liú）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（yīng）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（chē）的發動機（jī）氣缸體、氣缸蓋（gài）、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通（tōng）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（cái）料製（zhì）成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而（ér）獲得無分型麵的（de）鑄型，經高溫焙燒後（hòu）即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為（wéi）“失蠟鑄造”。

工藝流（liú）程：

熔模鑄（zhù）造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何（hé）精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜（zá）的鑄件，且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序（xù）繁雜，費用（yòng）較高

應用：適用於生產形（xíng）狀複雜、精度要（yào）求高、或很難進（jìn）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型（xíng）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（diǎn）：

1、壓鑄時金屬液體（tǐ）承（chéng）受壓力高，流速快

2、產品（pǐn）質量好，尺寸穩定，互（hù）換性好（hǎo）；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經（jīng）濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易（yì）產生細小的氣孔和（hé）縮鬆（sōng）。

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（hé）金壓鑄時（shí），鑄型（xíng）壽命低，影響壓鑄生產的擴（kuò）大。

應用（yòng）：壓鑄件最（zuì）先應用在汽車工業和儀表工業，後來逐（zhú）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（jī）、醫療器械、鍾（zhōng）表（biǎo）、照相機和日用五金等多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓（yā）鑄造：是指使液體金屬在較（jiào）低壓力(0.02～0.06MPa)作用下（xià）充填（tián）鑄型，並在壓力下結晶以形成（chéng）鑄件的方法.。

技術特點：

1、澆注（zhù）時的壓力和速度可以調（diào）節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小（xiǎo）的鑄（zhù）件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可（kě）避免（miǎn）卷入氣體及對型壁和型芯（xīn）的衝刷，提高了鑄件的合格率；

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

4、省去補縮冒（mào）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。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

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

優點（diǎn）：

1、幾（jǐ）乎不存在澆注係統（tǒng）和冒口（kǒu）係統的金屬消耗，提高工藝（yì）出品率；

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

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣（zhā）等缺陷少，力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬鑄件（jiàn）。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內孔（kǒng）直徑不準確，內孔（kǒng）表麵（miàn）比較粗糙，質量較差，加工餘量（liàng）大；

3、鑄件（jiàn）易產生比重偏析。

應用（yòng）：

離心鑄造（zào）最早（zǎo）用於（yú）生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國（guó）防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝（yì），來生產鋼、鐵（tiě）及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃（rán）機（jī）缸套和軸套等鑄件的生產最為普遍。

（6）金（jīn）屬型鑄（zhù）造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄（zhù）型並在型中冷卻凝固而獲（huò）得鑄件的一種成型方法。

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量（liàng）大，冷卻速度快，鑄件（jiàn）組織（zhī）致密，力學性能比砂型鑄件高15%左右。

2、能獲得較高尺寸精度和較低表麵粗（cū）糙度值的鑄件，並且質量穩定性好。

3、因（yīn）不用和很少（shǎo）用砂芯，改善（shàn）環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動（dòng）強度。

缺點（diǎn）：

1、金屬型（xíng）本身無（wú）透氣（qì）性，必須采用一定的措施導出型腔中的空（kōng）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裂紋；

3、金（jīn）屬（shǔ）型製造周期較長（zhǎng），成本較高。因此隻有在大量成批生產（chǎn）時（shí），才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬型（xíng）鑄造既適用於大批（pī）量（liàng）生產形狀複雜的鋁合金、鎂合（hé）金等非鐵合金鑄件，也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

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

優點：

1、消除或減少壓鑄件內部的氣孔，提高壓鑄（zhù）件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（lì），可使用較低的比壓及鑄造（zào）性能較（jiào）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（tiáo）件，可（kě）壓鑄較薄的鑄件;

缺（quē）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當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓（yā）鑄造：是（shì）使（shǐ）液態或半固（gù）態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得（dé）製件或毛坯的方法。它具有液態金屬利用（yòng）率高、工序簡化和質量穩定等優點，是（shì）一種節能（néng）型的、具有潛在應用（yòng）前（qián）景的金屬成形技術。

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加（jiā）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（chōng）型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模（mó）、複位。

技術特點：

1、可消除內（nèi）部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵（miàn）粗糙（cāo）度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於（yú）實現機（jī）械化、自動（dòng）化。

應用：可用於生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、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結組合（hé）成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋（mái）在幹石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型（xíng）氣（qì）化，液體金（jīn）屬（shǔ）占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝（yì）流程：預發泡（pào）→發泡成（chéng）型→浸塗料→烘幹→造型（xíng）→澆注→落砂→清理

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，設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成本（běn）。

應用：

適合成產結構複雜的各種（zhǒng）大小（xiǎo）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（zhù）造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的鑄（zhù）造方（fāng）法，其原理（lǐ）是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的特殊（shū）金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件（jiàn），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（zhǎng）度的鑄（zhù）件。

技術特點：

1、由（yóu）於金屬被迅速冷卻，結晶（jīng）致密，組織均勻，機械（xiè）性能較（jiào）好；

2、節（jiē）約金屬，提高收得率（lǜ）；

3、簡（jiǎn）化了工序，免除造（zào）型及其它工序，因而減輕了勞動（dòng）強度（dù）；所需生產麵積也大為（wéi）減少；

4、連續鑄造生產易於實現機（jī）械化和自動化（huà），提高（gāo）生產效率。

應用：

用連續鑄造（zào）法可以（yǐ）澆注鋼、鐵（tiě）、銅合金（jīn）、鋁合（hé）金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯（pī）、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性（xìng）成形：就是利用（yòng）材料的（de）塑性，在工具及模具的外力作用下來（lái）加工製件的少切削或無切削（xuē）的工（gōng）藝方法。它（tā）的種類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠（jǐ）壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

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

根據成形機理，鍛造可（kě）分為自（zì）由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

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

模鍛：是在模鍛（duàn）錘或者熱模鍛（duàn）壓力機上利（lì）用模具來成形的。

碾環：指通（tōng）過專用設備碾（niǎn）環機生產不同直徑的（de）環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車（chē）車輪等（děng）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（mǒu）些（xiē）特殊形（xíng）狀的零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯（pī）→模鍛成形（xíng）→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯（jiǎo）正→檢查（chá）

技術特點：

1、鍛件質量比（bǐ）鑄件高能承（chéng）受大的衝擊力作用，塑性、韌（rèn）性和其他方麵的力學性能也都（dōu）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（shēng）產效率高例。

4、自由鍛造適合（hé）於（yú）單件小批（pī）量（liàng）生產（chǎn），靈活性比較大。

應用：

大型軋（zhá）鋼機的軋（zhá）輥、人字齒輪，汽輪發電機（jī）組（zǔ）的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓（yā）機工作缸和立柱（zhù），機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製（zhì）：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥（gǔn）的間隙（各種形狀），因受軋（zhá）輥（gǔn）的壓縮成型軋（zhá）製使（shǐ）材料截麵減小，長度（dù）增加的壓力加（jiā）工方法。

軋製（zhì）分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就（jiù）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（sù）性（xìng）變形的過程。

橫軋：軋件變形後運動方（fāng）向與軋輥軸線（xiàn）方向一致。

斜軋（zhá）：軋件作螺旋運動，軋件與軋（zhá）輥軸線非特角。

應用：

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

（3）擠壓

擠壓：坯料（liào）在三向（xiàng）不均勻壓（yā）應力作用下（xià），從模具的孔口或縫隙擠出使之橫截麵積減小長度增加，成（chéng）為（wéi）所（suǒ）需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種加（jiā）工叫擠壓成（chéng）型（xíng）。

工藝（yì）流程：

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

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種多（duō）；

2、生產靈活性大，適合小（xiǎo）批量生產；

3、產品尺（chǐ）寸精度（dù）高，表麵質量好；

4、設備（bèi）投資少，廠房（fáng）麵積小，易實現自動化生（shēng）產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金（jīn）屬流動不均勻（yún）；

3、擠壓（yā）速度低，輔助時間長；

4、工具損耗大，成本高。

生產適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉（lā）拔：用外力作用於被拉金屬的前端，將金屬坯料從小於坯料（liào）斷麵的模孔中拉出，以獲（huò）得相（xiàng）應的形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（miàn）光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的長製品。

缺點（diǎn）：

1. 道次變形量（liàng）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工方法。

（5）衝壓

衝壓：是（shì）靠壓力（lì）機和模具對板材、帶材、管材和（hé）型材等施加外力，使之產生塑性（xìng）變形或分離，從（cóng）而獲得所需形狀和尺（chǐ）寸的工件（jiàn）（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得到輕量（liàng）、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量生（shēng）產、成本低。

3、可得到品質（zhì）均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有（yǒu）60～70%是板材，其中大（dà）部（bù）分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤（pán）、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器（qì）的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等（děng）都是衝壓加工的。儀器儀表（biǎo）、家用電器、自行車、辦公機（jī）械、生活（huó）器（qì）皿等產品中，也有大量衝壓件。

▌ 機加工

機加工：是在在零件生（shēng）產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要（yào）求的尺寸精度、形狀和位置相（xiàng）互精度、表麵質量等（děng）技術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接（jiē）

焊接（jiē）：也稱作熔（róng）接,鎔接（jiē）是一種以加熱、高溫或者高壓（yā）的方（fāng）式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術（shù）。

▌ 粉末冶金

粉（fěn）末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，製造金屬（shǔ）材料、複合（hé）材料以及各種類（lèi）型製品的工藝技術。

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（fěn）末冶金方法來（lái）製造（zào）。

2、節約金屬，降（jiàng）低產品成本。

3、不會給材（cái）料任何汙（wū）染，有可能製取高純度的材料。

4、粉末（mò）冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。

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

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產（chǎn）適用範圍：

粉末冶金（jīn）技術可以直接製成（chéng）多孔、半致密或全致密材料和製品，如含油軸承、齒（chǐ）輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與（yǔ）其粘結劑（jì）的增塑混合料注射於模型（xíng）中的成形方法。它是先將所選（xuǎn）粉（fěn）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（yào）的形狀（zhuàng）。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個（gè）獨特加工步（bù）驟（混合、成型、脫脂和（hé）燒結（jié））來實現零部件的（de）生產，針對產品特性決定是否需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成型（xíng）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；

3、對模（mó）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（de）粘接劑，粉末才具（jù）有（yǒu）增強流動性以適合注射成型和維持坯塊的基本（běn）形狀。

▌ 金屬半固態成型

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

半固態成型（xíng）可分（fèn）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）

技（jì）術特點：

1、減（jiǎn）少液態成型缺陷，顯著提（tí）高質量和可靠（kào）性；

2、成型溫度比全液態（tài）成型（xíng）溫度低，大大減少對模具的熱衝（chōng）擊；

3、能製造常規液態成型方法不可能（néng）製造的（de）合金（jīn）；

應用：

目前已成功用於主缸、轉向係統零件、搖臂、發（fā）動機活塞（sāi）、輪轂、傳動係（xì）統零件、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。