​各種金屬材（cái）料成形工藝，還有（yǒu）比這更齊全的嗎？

材料成形方法（fǎ）是零件設計的重要（yào）內容，也是製造者們極度關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家來（lái）看看金屬成形工藝。

▌ 鑄造（zào）

液態（tài）金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中（zhōng），待其冷卻凝固，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（shǔ）→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產形狀任意複雜的製件，特別是內腔形狀複雜的（de）製件。

2、適應性強，合金種類不受限（xiàn）製（zhì），鑄件大小幾乎不（bú）受（shòu）限製。

3、材（cái）料來源廣，廢品可重熔（róng），設備投資低。

4、廢品率（lǜ）高、表麵質量較低、勞動條件（jiàn）差。

鑄造（zào）分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產（chǎn）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：

砂型鑄造工藝流程（chéng）

技術特點：

1、適合於製（zhì）成形狀（zhuàng）複雜（zá），特別是具有複雜內腔的毛（máo）坯；

2、適（shì）應性廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂（shā）型鑄造是製造其零件或，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（gàn）層耐火（huǒ）材料（liào）製成型（xíng）殼，再將模樣熔（róng）化（huà）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）“失蠟鑄造”。

工藝流程（chéng）：

熔模鑄（zhù）造工藝流程（chéng）

優點：

1、尺（chǐ）寸精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙（cāo）度高；

3、能夠鑄造外型複雜（zá）的（de）鑄件，且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序繁雜（zá），費（fèi）用較高

應用：適用於生產形狀（zhuàng）複（fù）雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小型零件，如（rú）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（yā）入一（yī）精密金屬模具型腔內，金屬液在（zài）壓力作用下冷卻凝（níng）固（gù）而形成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸（cùn）穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮鬆。

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、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車（chē）工業和儀表工業，後來逐步擴大到各個（gè）行業，如農業機（jī）械、機床（chuáng）工業、電子工業、國防（fáng）工業、計算機、醫療（liáo）器械、鍾表、照相（xiàng）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（zhǐ）使液體金屬在較（jiào）低壓力(0.02～0.06MPa)作（zuò）用下充填鑄型，並在壓力下結晶以形成鑄件的方法.。

工藝流程：

技術特點：

1、澆注時的（de）壓力和速度（dù）可以調節，故可適用於（yú）各種不同鑄型（如金（jīn）屬型、砂型等），鑄造各種合金及（jí）各種大小的（de）鑄件；

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

3、鑄（zhù）件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表（biǎo）麵光潔，力學（xué）性能較高，對於（yú）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（dòng）條件好，設備簡易，易實現機械化（huà）和自動化。

應用：以傳（chuán）統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等（děng））。

（5）離心鑄（zhù）造(centrifugal casting)

離心鑄造（zào）：是將金屬（shǔ）液澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用下填充鑄型而凝固成（chéng）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（hào），提高工藝出品率；

2、生（shēng）產中空（kōng）鑄件時可不用型芯，故（gù）在生產長（zhǎng）管形鑄件時（shí）可大（dà）幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺（quē）陷少（shǎo），力學性能高；

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限性；

2、鑄（zhù）件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加（jiā）工（gōng）餘量大；

3、鑄件易（yì）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、礦山、交通、排灌（guàn）機械、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝，來生（shēng）產（chǎn）鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以（yǐ）離（lí）心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套（tào）等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液（yè）態金屬在重力作用下充填金屬（shǔ）鑄（zhù）型並在型中冷卻（què）凝固而獲得鑄件的一種成型方（fāng）法。

工藝流程：

優點:

1、金屬型的熱導（dǎo）率和熱容量（liàng）大，冷卻（què）速度快，鑄件組織（zhī）致密，力學性能比砂型（xíng）鑄件高15%左（zuǒ）右。

2、能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。

3、因不用和（hé）很少用砂（shā）芯，改善環境、減（jiǎn）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，鑄件凝固時容易產生裂紋；

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

應（yīng）用：

金屬型鑄造既（jì）適用（yòng）於大批量生產形（xíng）狀複雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄（zhù）件，也（yě）適合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（qiāng）內的氣體而消除或顯著減少壓鑄件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（liàng）的先進壓鑄工（gōng）藝。

工藝（yì）流（liú）程：

優點：

1、消除或減（jiǎn）少壓鑄件內部的氣孔，提高壓鑄件的機械性能和（hé）表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔（qiāng）的反壓力，可使用較低的比壓及鑄（zhù）造性能較差（chà）的合金，有可能用（yòng）小機（jī）器壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄（báo）的鑄件;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本（běn）較高;

2、 真空壓鑄法如控製不當，效果就不（bú）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凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方法（fǎ）。它具有液態金屬（shǔ）利用率高、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛（qián）在應用前景的金屬成形技術。

工藝流（liú）程（chéng）：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保（bǎo）壓、泄壓，分模、毛（máo）坯脫模、複位；

間接擠壓（yā）鑄造：噴塗料、合模、給料、充型、加壓、保壓（yā）、泄壓（yā），分模、毛（máo）坯脫模、複位。

技術特點：

1、可消（xiāo）除內部的氣孔、縮孔（kǒng）和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙（cāo）度（dù）低，尺寸精度（dù）高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

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

（9）消失模鑄（zhù）造（Lost foam casting ）

消失（shī）模鑄造（zào）（又稱實（shí）型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似（sì）的石蠟或（huò）泡沫模型粘（zhān）結組合成模型（xíng）簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在幹石英（yīng）砂中振動造（zào）型，在負壓（yā）下澆注，使模型氣（qì）化，液（yè）體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型（xíng）鑄造方法。

工藝（yì）流（liú）程：預發泡→發（fā）泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂（shā）→清理

技術特點（diǎn）：

1、鑄件精度高，無砂芯，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、降低投資和生產成本。

應用：

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

（10）連續（xù）鑄造（continual casting）

連續（xù）鑄造：是一種先（xiān）進的鑄（zhù）造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入（rù）一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝（níng）固（結殼（ké））了的鑄件，連續不斷（duàn）地（dì）從結晶器的另（lìng）一端拉出（chū），它可獲得任意長或特（tè）定的長（zhǎng）度的鑄件。

工藝流程：

技術特點（diǎn）：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較（jiào）好；

2、節約金屬（shǔ），提（tí）高收得率；

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

4、連續鑄造生產易於實現機械化和自動化，提高生產效率（lǜ）。

應（yīng）用（yòng）：

用連續鑄造法（fǎ）可以澆注（zhù）鋼、鐵、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（xìng）成形

塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下來加工製（zhì）件的少切削或無切削的工藝方法。它的種類有很多（duō），主要包括鍛造、軋製、擠（jǐ）壓、拉拔、衝壓等（děng）。

（1）鍛造

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

根據成形機理，鍛造可（kě）分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛（duàn）造：一（yī）般是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寸的加工方法。

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

碾環：指通過專用設備碾環（huán）機生產不同直（zhí）徑的環形零（líng）件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪（lún）形（xíng）零件。

特種鍛（duàn）造：包（bāo）括輥鍛、楔橫（héng）軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛（duàn）造方式（shì），這些方（fāng）式都比較適用於生產（chǎn）某些特殊形狀的零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成（chéng）形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正（zhèng）→檢查（chá）

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（hé）其他方麵的力學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（xìng）比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒（chǐ）輪，汽輪發電機組的轉子、葉（yè）輪、護環，巨大的水（shuǐ）壓機工作缸和立（lì）柱，機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（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（yā）縮成型軋製使材料截（jié）麵減小，長度增（zēng）加的壓（yā）力加工方法。

軋製分類：

按軋（zhá）件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩（liǎng）個旋轉（zhuǎn）方向相反的（de）軋輥之間通過，並在其間產生塑性（xìng）變形的過程。

橫軋（zhá）：軋件變形（xíng）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（zhá）件與軋輥軸線非（fēi）特角。

工藝流程：

應用：

主要（yào）用在金屬材料型材，板，管材等（děng） ，還有一些非金屬材料比如（rú）塑料製品及玻璃製（zhì）品。

（3）擠壓

擠壓：坯料在（zài）三向不均（jun1）勻壓應力作用下，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（suǒ）需製品的加工方法叫（jiào）擠壓，坯料的這（zhè）種（zhǒng）加工叫擠壓成型。

工藝（yì）流程：

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

優點：

1、生產（chǎn）範圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性大，適（shì）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（fáng）麵積小，易實（shí）現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金（jīn）屬流動不均（jun1）勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損耗大，成本高。

生產（chǎn）適用範圍：主要用於製造（zào）長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零（líng）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（kǒng）中（zhōng）拉出，以（yǐ）獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性加工方法。

優（yōu）點：

1. 尺寸精確，表麵光潔（jié）；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速（sù）生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變（biàn）形量與兩（liǎng）次退火（huǒ）間的總變形量有限；

2. 長度受（shòu）限製（zhì）。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線材的主要（yào）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（xíng）材等施加外力，使（shǐ）之產生塑性變形或分離，從（cóng）而獲得所需形狀（zhuàng）和尺寸的工（gōng）件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特（tè）點：

1、可（kě）得到輕量、高剛性（xìng）之製品。

2、生產（chǎn）性良好，適（shì）合大量生產、成本（běn）低。

3、可得到品（pǐn）質均一的製（zhì）品。，

4、材料利用（yòng）率高（gāo）、剪切性及回收性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材（cái）中，有60～70%是板材，其中大部（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（lú）的（de）汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽（guī）鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用（yòng）電器、自（zì）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：是在在零件生（shēng）產（chǎn）過程中，直接用刀具在毛坯上切（qiē）除多餘金屬層（céng）厚度，使（shǐ）之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位置相互精度、表麵質量（liàng）等技術要求的（de）加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊接：也稱作（zuò）熔接,鎔接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技（jì）術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金（jīn）        

粉末冶金：是（shì）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（liào），經（jīng）過成形和燒結，製（zhì）造（zào）金屬材料、複合材料（liào）以及各種類型製（zhì）品的工藝技術。

工藝基本流程（chéng）：

優點（diǎn）：

1、絕大多數難熔（róng）金屬及其化合物、假合金、多孔材料（liào）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（huì）給材料任何汙染，有可能製取高純度的材料。

4、粉（fěn）末（mò）冶金（jīn）法能保證（zhèng）材料（liào）成分配比的正確性和（hé）均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產（chǎn）同一形（xíng）狀而數量多的產（chǎn）品，能大大降（jiàng）低生產成本。

缺點：

1、在沒有批（pī）量的情（qíng）況下要考慮 零件的大小（xiǎo）。

2、模具（jù）費用相對來說要高出鑄造模（mó）具。

生產適用範圍：

粉末冶金技術可以直接製成（chéng）多孔、半致密或全致密材料和製品，如含油軸承、齒輪（lún）、凸輪、導杆、刀（dāo）具等。

▌ 金屬注射成型        

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

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個獨特加工步驟（混（hún）合（hé）、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（yào）進行表麵處（chù）理。

技術特點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化（huà）；

3、對模具材料要求低。

技（jì）術核心：

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

▌ 金屬半固態成（chéng）型          

半固態成（chéng）型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的（de）流變性和攪熔性來控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）