​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（jiàn）設計的（de）重要內容，也是製造者們極度關心的問題，更是材（cái）料加工過（guò）程中的關鍵（jiàn）因素，今（jīn）天就帶大家來看看金（jīn）屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到與（yǔ）零件形狀（zhuàng）、尺寸相適應的鑄型型腔中，待（dài）其冷卻凝（níng）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（tǐ）金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產形狀任意複雜（zá）的製件，特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不（bú）受限製。

3、材料來源廣，廢品可重熔（róng），設備投資（zī）低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件差。

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（zào）方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型（xíng）鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄造工（gōng）藝流程

技術特點：

1、適合於（yú）製成形狀複雜，特別（bié）是具有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其（qí）零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸（gāng）體（tǐ）、氣缸蓋、曲（qǔ）軸等鑄件（jiàn）

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模（mó）樣，在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型（xíng）殼（ké），再將模樣熔化排出型（xíng）殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙（bèi）燒後（hòu）即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為（wéi）“失蠟鑄造”。

工藝流程（chéng）：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺（chǐ）寸精度和幾（jǐ）何精度高；

2、表（biǎo）麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複（fù）雜（zá）的鑄件，且鑄造的合金不受限（xiàn）製。

缺點：工序繁雜（zá），費用較高

應用：適用（yòng）於生產形狀複雜、精度要（yào）求高（gāo）、或很難進行其它加工的小型零件，如渦（wō）輪發動（dòng）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（yī）精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷（lěng）卻凝固而形成鑄件。

工藝流（liú）程：

優（yōu）點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品（pǐn）質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產效（xiào）率高，壓鑄（zhù）模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好（hǎo）。

缺點：

1、鑄件容易產生（shēng）細小的（de）氣（qì）孔和縮鬆。

2、壓鑄件（jiàn）塑性低，不宜在衝擊載荷及有震動（dòng）的情況下工（gōng）作；

3、高熔點合金壓（yā）鑄時，鑄型壽（shòu）命低，影響壓鑄生（shēng）產（chǎn）的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車工業和儀表（biǎo）工業，後來逐步擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、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力(0.02～0.06MPa)作用下充（chōng）填鑄型（xíng），並在壓力下結晶以形成鑄件的方法.。

工（gōng）藝流程：

技術特點：

1、澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄（zhù）造各種合金（jīn）及各（gè）種大（dà）小的鑄件；

2、采用（yòng）底（dǐ）注式充型，金屬液充型平穩，無（wú）飛濺現（xiàn）象，可（kě）避免卷入氣體及對型壁和型芯的衝刷，提高了鑄件（jiàn）的合（hé）格率；

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

4、省去（qù）補縮冒（mào）口，金屬利用率（lǜ）提高（gāo）到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件（jiàn）好，設備（bèi）簡易，易實（shí）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（zuò）用下填充鑄型而（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（tǒng）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（néng）力；

3、鑄（zhù）件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少（shǎo），力學性能高；

4、便於製造（zào）筒、套類複合金屬鑄（zhù）件。

缺點（diǎn）：

1、用於生產異形鑄件時有一定（dìng）的局限性；

2、鑄件內（nèi）孔直（zhí）徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工（gōng）餘量大（dà）；

3、鑄（zhù）件易（yì）產生比重偏析（xī）。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶（yě）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（tiě）及非鐵碳合金鑄件。其中尤以（yǐ）離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬（shǔ）型鑄造(gravity die casting)

金（jīn）屬型鑄造：指（zhǐ）液態金屬在重力作用下充填金（jīn）屬鑄型（xíng）並在型中冷卻凝（níng）固而獲得鑄件的一種（zhǒng）成型方法。

工藝流程：

優（yōu）點:

1、金屬（shǔ）型的熱導率和熱容量（liàng）大，冷（lěng）卻速度快，鑄件組織（zhī）致密，力學性能比砂型（xíng）鑄件高15%左右。

2、能（néng）獲得較高尺寸精度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並且質量穩定性好（hǎo）。

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

缺點：

1、金屬型本身無透（tòu）氣性，必須采用（yòng）一定的措施導（dǎo）出型腔中的（de）空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（yì）產生裂紋；

3、金屬（shǔ）型製造周期較長，成本較高。因此隻有在大（dà）量成批生產時（shí），才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬型鑄造既適用於大批量生產形（xíng）狀複雜的鋁合金、鎂合金等非鐵（tiě）合金鑄件，也適合於（yú）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（chú）壓（yā）鑄模具型腔內的氣（qì）體而消除或顯（xiǎn）著減（jiǎn）少壓鑄件內（nèi）的氣孔和溶解氣體，從而提高（gāo）壓鑄（zhù）件力學性能和表麵（miàn）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（biǎo）麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，可（kě）使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機器壓鑄較大的（de）鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄（báo）的鑄件（jiàn）;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難（nán），因而成本（běn）較高;

2、 真空壓鑄法如（rú）控製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓（yā）鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造（zào）：是使液（yè）態或半固態（tài）金屬（shǔ）在（zài）高（gāo）壓下凝固、流動成形（xíng），直接獲得製件或（huò）毛坯的方法。它具有液態金屬利用（yòng）率高、工序（xù）簡化和質量穩定（dìng）等優點，是（shì）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（zhí）接擠壓鑄造：噴塗料、澆（jiāo）合金（jīn）、合模、加壓、保壓、泄壓（yā），分模、毛坯脫模、複位；

間接擠壓鑄造：噴塗料（liào）、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、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺（quē）陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造（zào）裂紋的產（chǎn）生；

4、便於實現機械（xiè）化、自動化。

應用：可（kě）用於生產各種（zhǒng）類型的合金，如鋁合金、鋅合金、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（chēng）實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模（mó）型粘結組合成模型簇（cù），刷塗耐火塗料並烘幹後，埋（mái）在幹石英砂中振（zhèn）動造型，在負壓下澆注，使模型（xíng）氣化，液（yè）體金（jīn）屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造（zào）方法。

工藝流程：預發泡→發泡（pào）成型→浸（jìn）塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加（jiā）工（gōng）時間；

2、無（wú）分型（xíng）麵，設計靈活，自由度高；

3、清潔生（shēng）產，無汙染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適（shì）合成產結構複雜的各種大小較精密鑄件，合金種類不限（xiàn），生產批量不限。如灰鑄鐵發動機箱（xiāng）體、高（gāo）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（shǔ），不斷澆入一種叫做結晶（jīng）器的特（tè）殊金屬（shǔ）型中（zhōng），凝固（結殼）了的鑄件，連（lián）續不（bú）斷地從結晶器的（de）另（lìng）一端拉出，它可獲得（dé）任意長或特定的長度的鑄（zhù）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（le）工（gōng）序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產麵（miàn）積也（yě）大為減少；

4、連（lián）續鑄造（zào）生產（chǎn）易於實現機械化（huà）和自動化，提高生產效率。

應用：

用連續鑄造法可以澆（jiāo）注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂（měi）合金（jīn）等（děng）斷麵形狀（zhuàng）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（shì）利用材料的塑性，在工具及模具的外（wài）力作用下（xià）來加工製件的少切削或（huò）無切削的工藝方法。它的種類有（yǒu）很多，主要（yào）包括鍛造、軋製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓（yā）等。

（1）鍛造

鍛造：是（shì）一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓（yā）力，使其產生塑性變形（xíng）以獲（huò）得（dé）具有一定（dìng）機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。

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

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

模鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具來成形的（de）。

碾環：指通過專用設備碾環機生（shēng）產不同（tóng）直（zhí）徑的環形零件（jiàn），也用來生產汽車輪轂（gū）、火車車輪等輪形零件。

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

工藝流程：鍛（duàn）坯加熱→輥鍛備坯→模鍛（duàn）成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件（jiàn）熱處理→清（qīng）理→矯正→檢查

技（jì）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（hé）其他方麵的力學性能也都比鑄件高甚至比軋（zhá）件高。

2、節約原材料，還能縮短（duǎn）加工工時（shí）。

3、生產效率高例。

4、自（zì）由（yóu）鍛造適合於單件小批（pī）量生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護環（huán），巨大的水壓機工作缸和立柱，機（jī）車軸，汽車和拖拉機的（de）曲軸（zhóu）、連（lián）杆等。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋（zhá）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（zhá）、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間（jiān）通過，並在其（qí）間產生塑性變形（xíng）的過程。

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向（xiàng）一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋（zhá）件（jiàn）與軋輥軸線非特角。

工藝流程：

應用：

主要用在金屬材料型材（cái），板，管材（cái）等 ，還有一些（xiē）非金屬材料（liào）比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

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

工藝流（liú）程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範（fàn）圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性（xìng）大，適合小批量生產；

3、產品尺寸精度高，表麵質量好；

4、設（shè）備投資少，廠（chǎng）房麵積小，易實現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬流動不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損（sǔn）耗大（dà），成本高。

生產適用範圍：主要用於製造（zào）長杆、深孔、薄壁（bì）、異（yì）型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被（bèi）拉金屬的前端，將金屬坯料從小於坯料斷（duàn）麵的模孔中拉出，以（yǐ）獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種（zhǒng）塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光（guāng）潔；

2. 工具、設備簡（jiǎn）單（dān）；

3. 連續高速生產斷麵小的（de）長製（zhì）品。

缺（quē）點：

1. 道次（cì）變形量與兩（liǎng）次退（tuì）火間的總變形量有（yǒu）限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材（cái）、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（hé）模具對板材、帶材、管材和型材等施加（jiā）外力，使之產生塑性（xìng）變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝（chōng）壓件）的成形加工方法。

技術（shù）特（tè）點：

1、可得到輕量、高（gāo）剛性之製品。

2、生產性良（liáng）好，適合大量生產（chǎn）、成本低。

3、可得到品質均一的製品（pǐn）。，

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60～70%是板（bǎn）材，其中大部分經（jīng）過衝壓製成（chéng）成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器（qì）片（piàn），鍋爐的汽包，容器的殼體，電機（jī）、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行（háng）車、辦公機械、生活器皿等產品中（zhōng），也有大量衝壓件。

▌ 機加（jiā）工        

機加（jiā）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（jīn）屬層厚度，使（shǐ）之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀（zhuàng）和位置相互精（jīng）度、表（biǎo）麵質量等技（jì）術要求的加工過（guò）程。

常（cháng）用機加工方法（fǎ）：

▌ 焊接        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一種（zhǒng）以（yǐ）加熱、高（gāo）溫或者高（gāo）壓的方式（shì）接合金屬（shǔ）或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝（yì）及技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用（yòng）金屬粉末（或金屬粉末與非金（jīn）屬粉末的混合物）作為原料（liào），經過成形和燒結，製造金（jīn）屬材（cái）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（yōu）點：

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

2、節（jiē）約金屬，降低產品（pǐn）成本。

3、不會給材料任何汙染，有可能（néng）製取高純度的材料。

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

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

缺點：

1、在沒有批量的情況（kuàng）下要考（kǎo）慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

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

▌ 金（jīn）屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射（shè）成形的簡（jiǎn）稱。是將金屬粉（fěn）末與其粘結（jié）劑的增塑混合料注射於模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘（zhān）結劑進行混合，然後將混合料進行製粒再注（zhù）射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫（tuō）脂和燒結）來實現零部件的生產，針對（duì）產品特性決定是否（fǒu）需（xū）要（yào）進行表麵（miàn）處理。

技術特（tè）點（diǎn）：

1、一次（cì）成（chéng）型負（fù）責零件；

2、製件（jiàn）表麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化；

3、對模具材料（liào）要求低。

技術（shù）核心：

粘接劑（jì）是MIM技術的（de）核心（xīn）隻有加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適（shì）合注射成型和維持坯塊的基（jī）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（dú）有的流變性和攪（jiǎo）熔（róng）性來控製鑄件（jiàn）的（de）質量。

半固態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）