​各種金屬材料成形（xíng）工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成（chéng）形（xíng）方法是零件設（shè）計的重要內容，也是製造者們極度關（guān）心的問題，更是材料加工過程中的關（guān）鍵因（yīn）素，今天就帶大家來看看金屬成形（xíng）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（níng）固，以獲得（dé）毛坯或零件的生產方法，通（tōng）常稱為金屬液態（tài）成形或（huò）鑄（zhù）造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產（chǎn）形狀任意複雜的製件，特別是內腔（qiāng）形狀複雜的製件（jiàn）。

2、適（shì）應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎（hū）不受限製。

3、材料來源廣（guǎng），廢品可（kě）重（chóng）熔，設備投（tóu）資低。

4、廢（fèi）品率高、表麵質量較低、勞動條件（jiàn）差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄（zhù）造：在砂型中生產鑄件的鑄造方法。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。

工藝（yì）流程（chéng）：

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（pī）；

2、適應（yīng）性廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如（rú）鑄鐵等，砂型（xíng）鑄造（zào）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（qǔ）軸等鑄件

（2）熔模（mó）鑄造(investmentcasting)

熔模鑄（zhù）造：通常是指在易熔材料製成（chéng）模（mó）樣，在（zài）模（mó）樣表麵（miàn）包覆若幹層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼（ké），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造方案。常稱為（wéi）“失（shī）蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流（liú）程

優點：

1、尺寸精（jīng）度和幾（jǐ）何精度高（gāo）；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠（gòu）鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造（zào）的合金（jīn）不受限製（zhì）。

缺點：工序繁雜（zá），費用較（jiào）高

應用：適（shì）用於生產形狀複雜、精度要求高、或很（hěn）難進行（háng）其它加工的小（xiǎo）型零件（jiàn），如渦輪發（fā）動機的葉片等。

（3）壓力（lì）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（gù）而形成鑄件。

工藝流程（chéng）：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流（liú）速（sù）快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產（chǎn）效率（lǜ）高，壓鑄模使用（yòng）次數多；

4、適合大（dà）批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的（de）氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性（xìng）低，不宜在（zài）衝擊載荷及（jí）有震動的情況下工作；

3、高熔點（diǎn）合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產的擴大。

應用（yòng）：壓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、機床（chuáng）工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相（xiàng）機和日用五金（jīn）等多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造（zào）：是指使液體金屬在（zài）較低（dī）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（de）方（fāng）法.。

工藝流程（chéng）：

技術特點：

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

2、采用（yòng）底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的衝刷，提高了鑄（zhù）件的合格率（lǜ）；

3、鑄件在（zài）壓力下結（jié）晶，鑄（zhù）件組（zǔ）織致密、輪廓清晰（xī）、表麵光潔，力學性能較高，對（duì）於大薄壁件的鑄造尤為有利；

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（shí）現（xiàn）機械（xiè）化和自動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭（tóu）、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（xíng）中，在離心力作（zuò）用下填充鑄型而凝（níng）固成形（xíng）的（de）一種鑄造方（fāng）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（kōng）鑄件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔（kǒng）、夾渣（zhā）等缺陷少，力學性（xìng）能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定的局（jú）限性；

2、鑄（zhù）件內孔直（zhí）徑（jìng）不準確，內（nèi）孔表麵比較粗（cū）糙，質量較差，加工餘量大；

3、鑄件易（yì）產生（shēng）比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等（děng）行業中均（jun1）采用離心鑄造工藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心（xīn）鑄鐵管、內燃機缸套和軸（zhóu）套等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金（jīn）屬型鑄造：指液態（tài）金屬在重力作用下充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而（ér）獲得鑄件（jiàn）的一種（zhǒng）成型方（fāng）法。

工藝流程：

優點:

1、金屬（shǔ）型的熱（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、能獲得較高（gāo）尺寸精（jīng）度和較低表（biǎo）麵粗糙度值的鑄件，並（bìng）且質量穩定性好。

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

缺點：

1、金屬型本（běn）身（shēn）無透氣性，必須（xū）采用一定的措施導出型（xíng）腔中的空氣和（hé）砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性（xìng），鑄件凝固時容（róng）易產生裂紋；

3、金屬型（xíng）製造周（zhōu）期較長，成本較高。因此（cǐ）隻有在（zài）大量成批生產時，才能顯示（shì）出好（hǎo）的經濟效果。

應用：

金屬型鑄造既適用於大批量（liàng）生（shēng）產形狀複雜的鋁合金、鎂合金等非鐵（tiě）合金鑄（zhù）件，也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓（yā）鑄(vacuumdie casting)

真空鑄（zhù）造：通過在壓鑄過程（chéng）中抽（chōu）除壓鑄模具型腔內的氣（qì）體而（ér）消除或顯著減少（shǎo）壓鑄（zhù）件內的氣孔和溶（róng）解氣體，從而提高壓鑄件力學性能和表麵質量（liàng）的先進壓鑄工藝（yì）。

工（gōng）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，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，可使用較（jiào）低的比壓及鑄造性能較（jiào）差的合（hé）金，有可能用小機器（qì）壓鑄（zhù）較（jiào）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（zá），製造及（jí）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（shì）很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液（yè）態或半固態金屬在高壓下凝固、流動（dòng）成形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態金屬利用率（lǜ）高、工（gōng）序簡化和質量（liàng）穩定等（děng）優（yōu）點，是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬成形技術。

工（gōng）藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複位；

間（jiān）接擠壓鑄造：噴塗料（liào）、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、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸（cùn）精度高；

3、可防（fáng）止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：可用於（yú）生產各種類型的合金，如（rú）鋁合金、鋅合金、銅合金、球墨（mò）鑄鐵等

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模（mó）鑄造（zào）（又稱（chēng）實型鑄造）：是（shì）將（jiāng）與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗（tú）耐火塗料並烘幹（gàn）後，埋在幹石英砂中振動（dòng）造型，在負壓下澆注，使模（mó）型氣化，液（yè）體金屬（shǔ）占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流（liú）程：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清（qīng）理

技術特點：

1、鑄件精度（dù）高，無砂芯，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（wū）染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結（jié）構複雜的各（gè）種大小較精密鑄件，合金種類不限，生產（chǎn）批量不限。如（rú）灰鑄鐵發動機箱體、高錳（měng）鋼（gāng）彎管等（děng）。

（10）連續（xù）鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先（xiān）進的鑄造方法（fǎ），其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結（jié）晶器的特殊金屬型中，凝固（結殼（ké））了的（de）鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意（yì）長或特定的長（zhǎng）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（mì），組織均勻，機械性能較好（hǎo）；

2、節約金屬，提（tí）高（gāo）收得率；

3、簡（jiǎn）化了（le）工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產麵積（jī）也大（dà）為減少；

4、連續鑄造（zào）生產易（yì）於實現機械化和自動化，提高生產效率。

應用：

用連續鑄造法可（kě）以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合（hé）金、鎂合金等斷麵（miàn）形狀不變的長（zhǎng）鑄件，如鑄錠（dìng）、板（bǎn）坯、棒坯、管（guǎn）子等。

▌ 塑性成（chéng）形

塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模（mó）具的外力作用（yòng）下來加工製件的少切削（xuē）或無切削的工（gōng）藝方法。它的種類（lèi）有（yǒu）很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

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

根據成形機理，鍛造可（kě）分（fèn）為自由鍛、模鍛、碾環、特殊（shū）鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛（duàn）或者水壓機上，利用簡（jiǎn）單（dān）的工具將金屬錠或者（zhě）塊料錘成所（suǒ）需要形狀和尺寸的加工（gōng）方法。

模鍛：是在模鍛錘或者熱模（mó）鍛（duàn）壓力機上利用（yòng）模具來成形的。

碾環：指通（tōng）過專用設備碾環（huán）機生產不（bú）同直徑（jìng）的環形（xíng）零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。

特種鍛（duàn）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些特殊形（xíng）狀的零件。

工藝流程：鍛坯（pī）加（jiā）熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢（jiǎn）驗→鍛件熱處理→清（qīng）理（lǐ）→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量（liàng）比鑄件高能承受大（dà）的（de）衝擊力作用，塑性、韌性和其他方麵的力學（xué）性能也都比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原材料，還能縮短加（jiā）工工時。

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：

大型軋鋼機（jī）的軋輥、人字齒輪，汽（qì）輪（lún）發電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓機工作缸和立柱（zhù），機（jī）車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋（zhá）製

軋製：將金屬（shǔ）坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形（xíng）狀（zhuàng）），因受軋輥（gǔn）的壓縮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：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬（shǔ）在兩個旋轉方向（xiàng）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（jiàn）變形後運動方向與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件（jiàn）作螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

工藝流程：

應用：

主要用在金屬材料型（xíng）材，板，管材等 ，還有一（yī）些非金屬（shǔ）材料比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均勻壓應力作用下，從（cóng）模（mó）具（jù）的孔口或縫（féng）隙擠出使（shǐ）之橫截麵積減小長度增加，成為所（suǒ）需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓（yā）前準（zhǔn）備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣（yàng）檢查→人工時（shí）效→包裝入庫

優點（diǎn）：

1、生產範圍廣，產品（pǐn）規格（gé）、品種多；

2、生產靈（líng）活性大，適合小批量生產；

3、產品尺寸精度高，表麵質量好；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實現自動化（huà）生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬（shǔ）流動不均勻；

3、擠壓速度低，輔（fǔ）助時（shí）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（gǎn）、深孔、薄壁、異型斷麵（miàn）零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作（zuò）用於被拉金屬的前端，將金屬坯料（liào）從（cóng）小（xiǎo）於坯料斷麵的模孔中拉出，以獲（huò）得相應的形狀和尺（chǐ）寸的製品的一種塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔（jié）；

2. 工具、設備簡（jiǎn）單；

3. 連續高速生產斷麵小的長（zhǎng）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（shòu）限製。

生產適（shì）用範圍：拉（lā）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（yā）：是靠壓力機和模具對板材、帶（dài）材、管材和（hé）型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的（de）工件（衝壓件）的成形加（jiā）工方法。

技術（shù）特點：

1、可（kě）得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量生產、成（chéng）本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性（xìng）良好 。

適用範（fàn）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。汽（qì）車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器（qì）的殼（ké）體，電機、電器的鐵（tiě）芯（xīn）矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械（xiè）、生活器皿等產（chǎn）品中（zhōng），也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機（jī）加工（gōng）：是在在零件生產過程中（zhōng），直接用刀具在（zài）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（dù）、形（xíng）狀（zhuàng）和位置相互精度、表麵質量等技術要求（qiú）的加工過程。

常用機加（jiā）工方（fāng）法：

▌ 焊（hàn）接        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一（yī）種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性（xìng）材料（liào）如塑（sù）料的製（zhì）造工藝及技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金（jīn）：是製取（qǔ）金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的（de）混合物）作為原料，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、假合金、多孔材（cái）料隻能用粉末冶金方（fāng）法來製（zhì）造（zào）。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不會給材（cái）料任何汙染，有可能（néng）製取（qǔ）高純（chún）度的材料（liào）。

4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。

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

缺點（diǎn）：

1、在沒有批量的（de）情況（kuàng）下要考慮 零件的大小（xiǎo）。

2、模具費用相對（duì）來說要高出鑄造模具。

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、齒輪、凸輪、導杆、刀（dāo）具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形（xíng）的簡稱。是將金屬（shǔ）粉末與其粘（zhān）結劑的增塑混合料注（zhù）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，然後將混合（hé）料進行製粒再注射成（chéng）形所需（xū）要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要進行表（biǎo）麵處（chù）理。

技術特點：

1、一次（cì）成（chéng）型負責零件；

2、製件（jiàn）表麵質量好、廢品率低、生產（chǎn）效率高、易（yì）於實現自動化（huà）；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核（hé）心（xīn）隻有加入一定量的（de）粘接劑，粉末才具有（yǒu）增強（qiáng）流動性以適合注射成型（xíng）和維持坯塊的基（jī）本形狀。

▌ 金屬半固態（tài）成型          

半固態成型：利用非枝晶半固態金屬（shǔ）（Semi-SolidMetals，簡稱（chēng）SSM）獨有的流變性和攪熔（róng）性來（lái）控（kòng）製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變成（chéng）型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（xíng）（Thixoforming）