​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎（ma）？

材料成形方法（fǎ）是零件設（shè）計的重要內容，也是製（zhì）造者們（men）極度關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因（yīn）素，今天（tiān）就帶大家（jiā）來看（kàn）看（kàn）金屬成形工藝。

▌ 鑄造（zào）

液態金屬澆注（zhù）到與零件形狀、尺（chǐ）寸相適應的鑄型型腔（qiāng）中，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（shǔ）液態成形（xíng）或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可生（shēng）產（chǎn）形狀任意複（fù）雜（zá）的製件，特別是內（nèi）腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不受限（xiàn）製，鑄件大小幾乎不（bú）受限製。

3、材料來（lái）源廣（guǎng），廢品可重熔，設備投資低。

4、廢（fèi）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（xíng）鑄造：在砂（shā）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（liú）程：

砂型鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複（fù）雜，特別是具有複（fù）雜（zá）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（zào）其零件或，毛坯的唯一的（de）成形工藝。

應（yīng）用：汽車的發動（dòng）機氣缸體（tǐ）、氣缸蓋、曲軸（zhóu）等鑄件

（2）熔（róng）模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造（zào）：通常是指（zhǐ）在易熔材料製成模樣（yàng），在模樣表麵包覆若幹層耐火材料（liào）製成型殼，再將模（mó）樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄（zhù）型，經高溫焙燒後即可（kě）填砂澆注的鑄造方（fāng）案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流（liú）程（chéng）：

熔模鑄造工藝（yì）流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造（zào）外型複雜的鑄件，且（qiě）鑄造的合金不受限（xiàn）製。

缺點：工序（xù）繁雜，費（fèi）用較高

應用：適用於生產形狀複雜、精度要求高、或很難進行其它加工（gōng）的小型零件（jiàn），如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓（yā）力鑄造(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（nèi），金屬液在壓力作用（yòng）下（xià）冷卻凝固（gù）而形成鑄件。

工藝流程：

優（yōu）點：

1、壓鑄時金屬液（yè）體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸穩（wěn）定，互換性好；

3、生產（chǎn）效率高，壓（yā）鑄模使用次數（shù）多；

4、適合（hé）大批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細（xì）小的氣（qì）孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不（bú）宜在衝擊載荷及有震動的情（qíng）況下工作；

3、高熔點合（hé）金壓（yā）鑄時，鑄型壽（shòu）命低，影響壓（yā）鑄生（shēng）產的擴大。

應用：壓鑄件最先應用（yòng）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、機床工業、電子工業、國防工業、計算（suàn）機、醫療（liáo）器（qì）械（xiè）、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（zài）較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下（xià）充填鑄型，並在壓力下結晶以形成鑄件（jiàn）的方法.。

工藝（yì）流（liú）程（chéng）：

技術（shù）特點（diǎn）：

1、澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄（zhù）型（如金屬型、砂型（xíng）等），鑄造各（gè）種合金及各種大小的鑄（zhù）件；

2、采（cǎi）用底注式（shì）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（hé）型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄（zhù）件在壓（yā）力下結（jié）晶（jīng），鑄（zhù）件組織致密、輪廓清晰（xī）、表麵光潔，力學性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有利（lì）；

4、省去補（bǔ）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（zào）(centrifugal casting)

離（lí）心鑄造：是將金（jīn）屬液澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用（yòng）下填充鑄（zhù）型而凝固成形（xíng）的一種鑄造方法。

工藝流程（chéng）：

優點：

1、幾乎不存在澆（jiāo）注係統和冒口係統的金屬消耗，提（tí）高工藝出品率；

2、生產中空鑄件時可（kě）不（bú）用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅（fú）度地改善金屬充型能（néng）力；

3、鑄件致密度高，氣孔（kǒng）、夾渣等缺（quē）陷少，力學性能高；

4、便於（yú）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（dìng）的局限（xiàn）性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比（bǐ）較粗（cū）糙（cāo），質（zhì）量較差，加工（gōng）餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析（xī）。

應用：

離心鑄造最（zuì）早用於生產鑄管，國（guó）內外（wài）在冶金、礦（kuàng）山、交通、排灌機械、航空、國（guó）防、汽車等行業中均采（cǎi）用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及（jí）非鐵碳合金鑄件（jiàn）。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態（tài）金屬在重力作用下充填金屬鑄型並在型中冷卻（què）凝固而（ér）獲得鑄件的一（yī）種成型方法（fǎ）。

工藝流程：

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷卻（què）速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型（xíng）鑄件高15%左右（yòu）。

2、能獲得較高尺寸（cùn）精（jīng）度和較低（dī）表麵粗（cū）糙度值的鑄件，並且質量穩定（dìng）性好。

3、因不用和（hé）很少用（yòng）砂芯，改善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動（dòng）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（shēng）的氣體（tǐ）；

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（gāo）。因此隻有在大量成批生產時，才（cái）能顯示出好的經濟效（xiào）果。

應用：

金（jīn）屬型鑄造既適用於大批量生產形狀複雜的鋁合金、鎂合金（jīn）等非鐵合金鑄（zhù）件，也適合（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（chōu）除壓鑄模具型腔內的氣體而消除或顯（xiǎn）著（zhe）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（hé）表麵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（yā）鑄件的機械性能（néng）和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的（de）反壓力，可使（shǐ）用較低的比壓及鑄造性能較差的（de）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，因而成本較高;

2、 真（zhēn）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（jǐ）壓鑄造：是使液態或半固態金屬在高（gāo）壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態金屬利用率（lǜ）高、工序簡化和質量（liàng）穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用前（qián）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、合模、加壓、保壓、泄壓，分模（mó）、毛坯脫模、複位；

間接擠壓鑄造：噴塗料、合（hé）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，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化（huà）、自（zì）動化。

應用：可用於生產各種類型（xíng）的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、球（qiú）墨鑄鐵等

（9）消失模（mó）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（xíng）粘結組合成模型簇，刷（shuā）塗耐（nài）火塗料並烘幹後，埋在幹石英砂中振動造（zào）型，在負壓下澆注，使（shǐ）模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄（zhù）件的新型鑄造方法（fǎ）。

工（gōng）藝流程：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂（shā）芯，減少了（le）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（hé）生產成本。

應用：

適合（hé）成產結構複雜的各種大小較精密（mì）鑄件，合金種類不限，生產（chǎn）批（pī）量（liàng）不（bú）限。如灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼（gāng）彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一（yī）種先進的鑄造方法，其原理是將熔融的金（jīn）屬，不斷澆入一種叫做結晶（jīng）器的特（tè）殊金屬型中，凝固（gù）（結殼）了的鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲（huò）得任意長或特定的（de）長度的鑄件。

工藝流程：

技術特點：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

3、簡（jiǎn）化了（le）工序，免除造型（xíng）及其它工序，因而（ér）減輕了勞動強度；所需（xū）生產麵積也大為減少；

4、連續鑄造生（shēng）產易於實現機械化和自動化，提高生產效率。

應用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合（hé）金、鋁（lǚ）合金、鎂合金等斷（duàn）麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯（pī）、棒坯（pī）、管子等。

▌ 塑（sù）性成形

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

（1）鍛造（zào）

鍛造（zào）：是一種（zhǒng）利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其（qí）產生塑性變（biàn）形以獲得具有一定（dìng）機械性能、一定（dìng）形狀和尺寸鍛件的加工方法。

根據成形機（jī）理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠（dìng）或者塊料（liào）錘（chuí）成所需要形狀和尺寸的加工方法。

模鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具（jù）來成形的。

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

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（yú）生產某（mǒu）些特殊形狀的零件。

工藝流（liú）程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正（zhèng）→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件（jiàn）質量比鑄件高能（néng）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比（bǐ）鑄件（jiàn）高甚至比軋件高。

2、節約原材料，還（hái）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（yòng）：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪（lún）發電機組的轉（zhuǎn）子、葉輪、護環，巨大的水壓機（jī）工作缸和立柱，機車軸，汽車（chē）和拖拉（lā）機的曲軸、連杆等。

（2）軋（zhá）製

軋製：將金屬坯料通（tōng）過一（yī）對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減小（xiǎo），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（jiù）是金屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間通過，並在其間產生塑性變形（xíng）的過程。

橫（héng）軋：軋件變形後運動（dòng）方（fāng）向與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

工藝流程：

應用：

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

（3）擠壓

擠壓：坯料（liào）在三向不均勻壓應力作用下，從（cóng）模具的孔口或縫隙擠出使之橫截麵積減小長度（dù）增加，成為所需（xū）製品的加工（gōng）方法叫擠壓，坯料的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

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

優點（diǎn）：

1、生產範圍（wéi）廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性大，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（xiàn）自動化生（shēng）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、工具損耗大（dà），成本高。

生產（chǎn）適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵（miàn）零件（jiàn）。

（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（xiǎo）於坯料斷麵的模孔中拉出，以獲得相應的（de）形狀和尺（chǐ）寸的製品的一種塑性（xìng）加工方法。

優（yōu）點：

1. 尺（chǐ）寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡（jiǎn）單；

3. 連續高速生（shēng）產斷（duàn）麵小的長製品（pǐn）。

缺點：

1. 道次變形（xíng）量（liàng）與兩（liǎng）次退火間的（de）總變形量有限（xiàn）；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及（jí）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（dài）材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需（xū）形狀（zhuàng）和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性（xìng）良好，適合大量生產（chǎn）、成本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切（qiē）性及回收性良好 。

適用範（fàn）圍：

全世界的鋼材中（zhōng），有60～70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵（tiě）芯矽（guī）鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦（bàn）公機械、生活器皿等產（chǎn）品中，也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

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

常用（yòng）機（jī）加工方法：

▌ 焊接        

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

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金（jīn）屬粉末的混合物）作為原料，經過成形（xíng）和燒結，製造（zào）金屬材料、複合材（cái）料以及各種類型製品的工藝技術。

工藝基本流程：

優（yōu）點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材（cái）料隻能用粉（fěn）末（mò）冶金方法來製造。

2、節（jiē）約金屬，降低產品成本。

3、不會（huì）給材料任何汙染，有可能製（zhì）取高純（chún）度的材料。

4、粉末冶金（jīn）法能保證材料成分配比的正（zhèng）確性和均勻性。

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

缺點：

1、在沒有批量的情況下（xià）要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄（zhù）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（zhì）密材料（liào）和製品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金（jīn）屬注（zhù）射（shè）成形的（de）簡（jiǎn）稱。是將金屬（shǔ）粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模（mó）型中的成形（xíng）方（fāng）法。它（tā）是先將所選粉末與粘結劑進（jìn）行混合，然後（hòu）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（sì）個獨（dú）特加工步驟（混（hún）合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特（tè）性決定是（shì）否需要進行表（biǎo）麵處理。

技術（shù）特點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表麵質量好（hǎo）、廢品率低、生產（chǎn）效率高、易（yì）於實現（xiàn）自動化；

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（jiā）入一定量的（de）粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成（chéng）型和維持坯塊的基本形狀。

▌ 金（jīn）屬半固態成（chéng）型（xíng）          

半固態成型：利（lì）用非枝晶半固態金（jīn）屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的流（liú）變性和攪熔（róng）性來控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變成型和（hé）觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）