​各（gè）種金屬材料（liào）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（yě）是製造者們極度關心的問題（tí），更（gèng）是材料加工過（guò）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（yè）態金屬澆（jiāo）注到與零件形狀、尺寸相適（shì）應的（de）鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零（líng）件的生產方法，通常稱為金屬（shǔ）液態（tài）成形或鑄造。

工藝流程（chéng）：液體金屬→充型→凝固（gù）收縮→鑄（zhù）件

工藝特（tè）點：

1、可生產形狀任意複雜的製件，特別是內腔（qiāng）形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量（liàng）較低、勞動條件差。

鑄造分類（lèi） ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂（shā）型鑄造：在砂（shā）型中生（shēng）產鑄（zhù）件的鑄造方（fāng）法。鋼、鐵和大多（duō）數有色合金鑄件都可用砂（shā）型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型（xíng）鑄（zhù）造工藝（yì）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（nèi）腔的毛坯（pī）；

2、適應性（xìng）廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵等（děng），砂型（xíng）鑄造是製造其零件或，毛坯的唯一的成形（xíng）工（gōng）藝。

應用：汽車的發動機氣缸（gāng）體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是（shì）指在易熔材料製（zhì）成模樣，在模（mó）樣表麵包覆若幹（gàn）層耐火材料製成型殼，再（zài）將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄（zhù）造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄（zhù）造工（gōng）藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度高（gāo）；

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（bú）受限製。

缺（quē）點：工序繁雜，費用較（jiào）高

應（yīng）用：適用於生產形狀（zhuàng）複雜、精度要求高（gāo）、或很難（nán）進行其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利（lì）用高（gāo）壓將金屬液（yè）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（xíng）成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體（tǐ）承受壓力高（gāo），流速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生（shēng）產（chǎn）效率高，壓鑄模使用次數（shù）多；

4、適合大批（pī）大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細（xì）小的氣孔（kǒng）和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載荷及（jí）有震動的（de）情況下工作；

3、高熔點合（hé）金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄（zhù）生產的擴（kuò）大。

應用：壓鑄件最先（xiān）應用在汽車（chē）工業和儀表工業，後來逐（zhú）步擴大（dà）到各個行（háng）業（yè），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、照相機和日用五金（jīn）等多（duō）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力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，並在壓力下結晶以形（xíng）成鑄件的方法.。

工藝流程：

技（jì）術特點：

1、澆注時（shí）的壓力和（hé）速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金（jīn）屬型、砂型等），鑄（zhù）造各種（zhǒng）合金及（jí）各種大小的鑄（zhù）件；

2、采用底注式充型（xíng），金屬液（yè）充（chōng）型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對（duì）型壁和（hé）型芯的衝（chōng）刷，提高了（le）鑄件的合格率；

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

4、省（shěng）去補縮（suō）冒口，金屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞（láo）動條件（jiàn）好，設備簡（jiǎn）易（yì），易實現機械化和自動化。

應（yīng）用：以傳統產（chǎn）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（zhōng），在離心力（lì）作用下填充（chōng）鑄型（xíng）而（ér）凝固成形的一種鑄造方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆注係統和冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

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

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力（lì）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（shēng）產（chǎn）異形鑄件時有一定（dìng）的局限（xiàn）性；

2、鑄件（jiàn）內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大（dà）；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金（jīn）、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業中均采用離（lí）心（xīn）鑄造工藝，來生（shēng）產鋼、鐵及非鐵（tiě）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（de）生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金（jīn）屬型鑄造：指液態金屬在重（chóng）力作用下充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而獲得鑄（zhù）件（jiàn）的一種成型方（fāng）法。

工藝流程：

優點:

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

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

3、因不用和很少用砂芯，改善環境（jìng）、減少粉塵和有害（hài）氣體、降低勞動強度。

缺點：

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（níng）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（liàng）成批生產時，才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬（shǔ）型鑄造既適用（yòng）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（yě）適合（hé）於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的氣（qì）體（tǐ）而消除或顯著減少壓鑄件內的氣孔和溶解氣體，從而（ér）提高（gāo）壓鑄件力學性能和表麵質量的先進（jìn）壓鑄工藝。

工藝流程：

優點：

1、消除或減少壓鑄件內部的（de）氣孔，提高壓鑄件的機（jī）械性能和（hé）表麵質量，改（gǎi）善鍍（dù）覆性能;

2、減少（shǎo）型（xíng）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（xiǎo）機器壓鑄（zhù）較（jiào）大的鑄件;

3、改善了充填條件（jiàn），可壓鑄較薄（báo）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、 真空壓鑄法如控製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓（yā）鑄造（zào）(squeezing die casting)

擠（jǐ）壓（yā）鑄造：是使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流動成（chéng）形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具（jù）有液態金屬（shǔ）利用率高、工序（xù）簡化和質量穩定等優點，是一種節能（néng）型的、具有潛在應用前景的金屬成形（xíng）技術。

工藝流程：

直接（jiē）擠壓鑄（zhù）造：噴塗（tú）料、澆（jiāo）合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛（máo）坯脫模（mó）、複位；

間接擠壓鑄造：噴（pēn）塗料、合模、給（gěi）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（kǒng）、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵（miàn）粗糙度（dù）低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械（xiè）化、自動化。

應用：可用於生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金（jīn）、銅合金、球墨鑄鐵等

（9）消（xiāo）失模（mó）鑄（zhù）造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又（yòu）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成模（mó）型簇，刷塗耐火塗料（liào）並烘幹後，埋在幹石英砂中（zhōng）振動造型，在負壓下澆注，使模型氣（qì）化（huà），液（yè）體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發泡→發泡（pào）成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄（zhù）件精度高，無（wú）砂（shā）芯，減（jiǎn）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（dī）投資和（hé）生產成本。

應用：

適合成產結（jié）構複雜的各種大小較精（jīng）密鑄件，合金種類（lèi）不限，生產（chǎn）批（pī）量不限。如灰鑄鐵發動機箱體、高（gāo）錳鋼彎管（guǎn）等（děng）。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄（zhù）造：是（shì）一種先進的（de）鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一（yī）種叫做結晶器的特殊（shū）金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件，連（lián）續不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意長（zhǎng）或特定的長度的（de）鑄件。

工藝流程（chéng）：

技術特點：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均（jun1）勻，機械性能較好（hǎo）；

2、節約金屬，提高收（shōu）得率；

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

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

應用：

用連續鑄造法可以澆（jiāo）注鋼（gāng）、鐵（tiě）、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模（mó）具（jù）的（de）外力作用下來加工（gōng）製件的少切削或無切削的工藝（yì）方法。它的種類有（yǒu）很多，主要包（bāo）括（kuò）鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛（duàn）造：是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形（xíng）以獲得具有一定機械性（xìng）能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方（fāng）法。

根據成形機理，鍛造可分為（wéi）自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛（duàn）造。

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

模鍛：是在模鍛錘或者（zhě）熱模鍛壓力機上利用模具來成形的。

碾環：指通（tōng）過專用設備碾環機生產不同直徑（jìng）的環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等（děng）輪（lún）形零件。

特種（zhǒng）鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式，這（zhè）些方（fāng）式都比較適用於生產某些特殊形狀的零（líng）件。

工藝流（liú）程：鍛坯加（jiā）熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切（qiē）邊（biān）→衝孔（kǒng）→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高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（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、生產效率高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人（rén）字齒輪，汽輪發（fā）電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓（yā）機工作（zuò）缸和立柱，機車（chē）軸，汽車（chē）和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製（zhì）

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮（suō）成型軋製使材料截麵減小，長度（dù）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、斜軋。

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

橫軋：軋件變形後運動方向（xiàng）與軋輥（gǔn）軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件（jiàn）與軋輥軸線（xiàn）非特角。

工（gōng）藝流程：

應用：

主要用在（zài）金屬材（cái）料型材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料比如塑（sù）料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向（xiàng）不均勻壓應力作用（yòng）下，從模具的孔（kǒng）口或縫隙擠出使之橫截（jié）麵積減小長度增加，成為所需（xū）製品的（de）加工方法叫擠壓，坯料的這（zhè）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）→取樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣（guǎng），產（chǎn）品規格、品種多；

2、生產（chǎn）靈活性大，適合小（xiǎo）批量生產；

3、產品尺寸精度高，表（biǎo）麵質量好；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實（shí）現自（zì）動化生（shēng）產。

缺點：

1、幾何廢料損失（shī）大；

2、金屬流動不（bú）均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損耗（hào）大，成本高。

生產適用範圍：主要用於製造長杆、深（shēn）孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉金屬的前端，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（miàn）光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生（shēng）產斷麵小的長製品（pǐn）。

缺點：

1. 道次（cì）變形量與兩次退（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、型材及線材的主要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變（biàn）形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工（gōng）方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性良好（hǎo），適合大（dà）量生產、成本（běn）低。

3、可得到（dào）品質均（jun1）一的製品。，

4、材料利用率（lǜ）高、剪切性（xìng）及回收性良好 。

適用（yòng）範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經（jīng）過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的（de）汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工（gōng）的。儀器（qì）儀表、家用電器（qì）、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工：是（shì）在在零件生產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位置相互精（jīng）度、表麵質（zhì）量等技術要求的加（jiā）工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊接（jiē）：也稱作熔（róng）接,鎔接是（shì）一（yī）種以加熱（rè）、高溫或者高壓的方式接合金（jīn）屬或其他（tā）熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。

焊（hàn）接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用（yòng）金屬粉末（或金屬粉末與（yǔ）非金（jīn）屬粉末的混合物）作為原料，經過成形（xíng）和燒結，製造金屬材料（liào）、複合材料以及各種類型製品（pǐn）的工藝技（jì）術。

工藝基本流程：

優點（diǎn）：

1、絕大多數（shù）難熔金（jīn）屬及（jí）其化合物、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金（jīn）方法來製造。

2、節約（yuē）金屬，降低產品成本。

3、不會給材料任何汙染，有可能製取（qǔ）高純度的（de）材料。

4、粉（fěn）末冶金（jīn）法能保證材料成分配（pèi）比的正確（què）性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產同（tóng）一形狀而數量多的（de）產（chǎn）品（pǐn），能（néng）大大降低生產成本（běn）。

缺點：

1、在沒有批量的情況下（xià）要考慮（lǜ） 零件的大小（xiǎo）。

2、模具費用相對來說要高（gāo）出（chū）鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金（jīn）技術可以直接製成多孔、半致密（mì）或全致密（mì）材料和製品，如含（hán）油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射（shè）成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑（jì）的增塑混合料注射於模型中的成形方法（fǎ）。它是先將（jiāng）所選粉末與粘結劑（jì）進（jìn）行（háng）混合，然後將混合（hé）料進行製（zhì）粒再注射成形所需要的形（xíng）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、脫脂和燒結）來實現零部件的生（shēng）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（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（lǜ）高、易於實現自動（dòng）化；

3、對模具材料要（yào）求（qiú）低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術（shù）的核心隻有加入一定量（liàng）的粘接劑，粉末才（cái）具有增強流動性以（yǐ）適合注射成型和維持坯塊（kuài）的基本形狀。

▌ 金屬半固態成型          

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

半固態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流（liú）變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）