​各種金屬材料成形工藝，還有比這（zhè）更齊全的嗎（ma）？

材料成形方法是零（líng）件設計的重要內（nèi）容，也是製造者們極度關心的問題，更（gèng）是材料加工過程中的關（guān）鍵因素，今天就帶大（dà）家來看看金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態（tài）金屬澆（jiāo）注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄（zhù）型型腔中，待其冷卻（què）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（xíng）或鑄造。

工藝流程：液體（tǐ）金屬→充型→凝固（gù）收縮→鑄件（jiàn）

工藝特點：

1、可生產形狀任意複雜的製件，特別（bié）是內腔形狀複雜的製件。

2、適應（yīng）性強，合金種類不受（shòu）限製，鑄件大小幾乎不（bú）受限製。

3、材料來源（yuán）廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高（gāo）、表麵質（zhì）量較低、勞動條件（jiàn）差。

鑄造分類（lèi） ：

（1）砂型鑄造（zào）（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（huò）得。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術（shù）特點：

1、適（shì）合於製成形狀複雜，特別是（shì）具有複雜內腔的（de）毛坯；

2、適（shì）應性廣，成本低；

3、對於某些（xiē）塑性很差的（de）材料，如鑄鐵等，砂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（gāng）蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄（zhù）造：通常是指在易（yì）熔材料製成模樣（yàng），在模樣表（biǎo）麵包覆若（ruò）幹層耐火材料（liào）製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經（jīng）高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝（yì）流程：

熔模鑄（zhù）造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和（hé）幾何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型（xíng）複雜（zá）的鑄件，且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

應（yīng）用：適用於（yú）生產形狀複（fù）雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小（xiǎo）型零件，如（rú）渦輪（lún）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成（chéng）鑄件。

工藝流程：

優（yōu）點：

1、壓鑄時（shí）金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產效率高（gāo），壓鑄模（mó）使用次數多；

4、適（shì）合（hé）大批大量生產，經濟效（xiào）益好。

缺（quē）點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和（hé）縮鬆。

2、壓鑄件塑性（xìng）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（zuì）先（xiān）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（yè）機械、機床工（gōng）業（yè）、電子（zǐ）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（gè）行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低（dī）壓鑄造（zào）：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成鑄件的方法（fǎ）.。

工（gōng）藝流程：

技術特點（diǎn）：

1、澆注時的（de）壓力和速度可以（yǐ）調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬（shǔ）型、砂型等），鑄造各（gè）種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注（zhù）式充型，金屬（shǔ）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（tí）高了鑄件的合格率；

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

4、省去補縮冒口，金（jīn）屬（shǔ）利用率提（tí）高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設（shè）備簡易，易實（shí）現機械（xiè）化和自（zì）動化。

應用：以傳統產品為主（氣（qì）缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離（lí）心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液（yè）澆入旋轉的（de）鑄型中，在離心力作用下填充鑄型而凝固成（chéng）形（xíng）的一種鑄造方法。

工（gōng）藝流程：

優點：

1、幾乎不（bú）存在澆注係統和冒口係統的金屬消耗，提高工（gōng）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（gǎi）善金屬充（chōng）型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬鑄（zhù）件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定（dìng）的局（jú）限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質（zhì）量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比（bǐ）重偏析。

應用：

離心鑄造最早（zǎo）用於生（shēng）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（zhōng）均采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄（zhù）件。其中尤以（yǐ）離心鑄鐵管、內燃機缸（gāng）套和軸套（tào）等鑄（zhù）件的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指（zhǐ）液態金屬在重力作用（yòng）下充填金屬鑄型並在型中冷（lěng）卻凝固（gù）而（ér）獲得鑄件（jiàn）的一種成型方法。

工藝流程（chéng）：

優點:

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

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（dìng）性好（hǎo）。

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

缺點：

1、金（jīn）屬型本身無透氣（qì）性，必須采用一定的措施導出型腔中（zhōng）的空氣和砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓（ràng）性，鑄件凝固時容易產生裂紋（wén）；

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

應用：

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

（7）真空（kōng）壓鑄（zhù）(vacuumdie casting)

真（zhēn）空（kōng）鑄造：通過（guò）在壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的氣體而消除或顯著減少（shǎo）壓鑄件內的氣（qì）孔和溶解氣體，從而提高壓鑄件力學性（xìng）能和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，提高壓鑄件的機械性能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少（shǎo）型腔的反（fǎn）壓（yā）力，可（kě）使用較低的比（bǐ）壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機器（qì）壓鑄較大的鑄件（jiàn）;

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（nán），因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如控（kòng）製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造（zào）：是使液態或半固態金屬（shǔ）在（zài）高壓下凝固、流動（dòng）成形，直接獲得製件或毛坯的方法（fǎ）。它具有液態金屬利用率（lǜ）高、工序簡化和質量穩定等優點，是（shì）一種節能型的（de）、具有潛在應用前景的金屬成形技術。

工藝（yì）流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加（jiā）壓、保壓、泄壓，分（fèn）模、毛坯脫模（mó）、複位；

間接擠壓鑄造：噴塗料、合模、給料、充型、加壓（yā）、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、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（xiàn）；

2、表麵粗（cū）糙（cāo）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、自（zì）動化。

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

（9）消（xiāo）失模鑄（zhù）造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造（zào））：是將（jiāng）與鑄件尺寸形狀（zhuàng）相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋（mái）在幹石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻（què）後形（xíng）成鑄件的新型鑄造方（fāng）法。

工藝流（liú）程（chéng）：預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注（zhù）→落砂→清理

技（jì）術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少（shǎo）了加工時間；

2、無分（fèn）型麵（miàn），設計靈活（huó），自由度高；

3、清潔生產（chǎn），無（wú）汙染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各（gè）種大小較（jiào）精密鑄件，合金（jīn）種（zhǒng）類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發動（dòng）機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄（zhù）造：是一（yī）種先進的鑄造方（fāng）法（fǎ），其原理是將熔融的金屬（shǔ），不斷澆入一種叫做結晶器的特殊金（jīn）屬型中，凝固（gù）（結殼（ké））了的鑄件，連續不斷地從結晶器的（de）另一端拉出，它可獲得任意長（zhǎng）或特定的長度的鑄件。

工藝流程：

技（jì）術特（tè）點：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組（zǔ）織均勻，機械性能較好；

2、節約（yuē）金屬，提高（gāo）收得率；

3、簡化了工序，免除造型及其它工序，因而減（jiǎn）輕（qīng）了勞動強（qiáng）度；所需生產麵積也大為減少；

4、連續鑄造生產（chǎn）易於實現機械化和自動化，提高生產效率。

應（yīng）用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金（jīn）、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄（zhù）件，如鑄錠、板（bǎn）坯、棒坯（pī）、管子等。

▌ 塑性成形

塑性（xìng）成形：就是（shì）利用材料的塑性，在工具及（jí）模（mó）具的外力作用下來加工製件的少（shǎo）切削或無切削的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛造（zào）、軋製、擠壓、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（biàn）形以獲得具有一（yī）定機械性能、一定形狀和尺（chǐ）寸鍛件（jiàn）的加工方法。

根（gēn）據成形機理，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（jīn）屬（shǔ）錠或者塊料錘成所需要形狀和尺（chǐ）寸的加（jiā）工方法。

模（mó）鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具來成形的。

碾環：指通過專用設備碾環機生產（chǎn）不同直（zhí）徑（jìng）的環形零件（jiàn），也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。

特種鍛造：包括（kuò）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（xiē）特殊形狀的零件（jiàn）。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛（duàn）備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱（rè）處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛（duàn）件質量比鑄件高能承受大的衝（chōng）擊（jī）力作用，塑性、韌性和其他方（fāng）麵的力學性（xìng）能也都比鑄件高甚至比軋件高（gāo）。

2、節約原材料，還能縮短加工（gōng）工時。

3、生產效率高例。

4、自由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（rén）字齒輪，汽（qì）輪發電機組的轉子、葉輪、護環，巨（jù）大的水壓（yā）機工作缸和立柱，機車軸（zhóu），汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製（zhì）：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（xì）（各種形狀），因受軋輥的壓（yā）縮成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓（yā）力加工方法。

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋（zhá）。

縱軋:就是金屬在（zài）兩個旋轉方向相（xiàng）反的軋輥之間通過，並在其間產生塑（sù）性變形的過程。

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向一致。

斜（xié）軋（zhá）：軋件（jiàn）作螺旋（xuán）運動，軋件與軋輥軸（zhóu）線非特（tè）角。

工藝（yì）流程：

應（yīng）用：

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

（3）擠壓（yā）

擠壓：坯料在（zài）三向不均勻壓應力作用下（xià），從模具的（de）孔口或縫隙擠出使之橫（héng）截麵（miàn）積減小長度增加（jiā），成為所需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種加工（gōng）叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前（qián）準備→鑄棒加熱（rè）→擠壓→拉（lā）伸扭擰校直→鋸（jù）切（定（dìng）尺）→取樣檢查→人（rén）工時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，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（zhì）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、金屬流動不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損耗大，成本高。

生（shēng）產適用範圍：主要用於製造長（zhǎng）杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔（bá）

拉（lā）拔：用（yòng）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（chū），以獲得相應的形狀（zhuàng）和尺寸的製品的一種（zhǒng）塑性加工方（fāng）法。

優（yōu）點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續（xù）高速（sù）生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次（cì）變形量與兩次退火間的（de）總（zǒng）變形量有限；

2. 長（zhǎng）度（dù）受限製。

生（shēng）產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及（jí）線（xiàn）材的主（zhǔ）要加工方法。

（5）衝壓

衝壓（yā）：是（shì）靠壓力機和模具對板材、帶材（cái）、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而（ér）獲（huò）得所（suǒ）需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點（diǎn）：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生（shēng）產性良好，適合大量生產、成本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其（qí）中（zhōng）大部（bù）分經過衝（chōng）壓（yā）製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐（lú）的汽包，容器的殼（ké）體，電機、電器的（de）鐵芯矽鋼片等都是衝壓（yā）加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦（bàn）公機械、生活器皿等產品中，也（yě）有（yǒu）大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工（gōng）：是在在零（líng）件生產過（guò）程中，直（zhí）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（cùn）精度、形（xíng）狀和位置相互精度、表麵質量等技術要求（qiú）的加工過（guò）程。

常用機加（jiā）工方法：

▌ 焊接        

焊接：也稱作熔接（jiē）,鎔接是一種以加熱、高溫或（huò）者高壓的方式接合（hé）金（jīn）屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工（gōng）藝及（jí）技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬（shǔ）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，經過成形和燒結，製造金屬材料、複合材料以及各種（zhǒng）類（lèi）型製品（pǐn）的工藝技（jì）術。

工藝基本（běn）流程：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品（pǐn）成本。

3、不會（huì）給材料任何汙（wū）染，有可能製取高純度的材料（liào）。

4、粉末冶金法能保證材料成分（fèn）配比的（de）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（liàng）多的產品，能大大降低（dī）生產成本。

缺點：

1、在（zài）沒有批量的情（qíng）況下要考慮 零件的大小。

2、模具費（fèi）用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範（fàn）圍：

粉（fěn）末冶金技術可以直接製成（chéng）多孔、半致密或（huò）全致密材料和製（zhì）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）成形的簡稱。是（shì）將（jiāng）金屬粉末與其粘結劑的增塑混合（hé）料注射於模型（xíng）中的成形方法。它是（shì）先將所選粉末與粘結劑進行混合，然（rán）後將混合料（liào）進行製粒再注射成形所需要的形狀。

MIM工藝流（liú）程：

MIM流程分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（jué）定是否需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成型負責零件；

2、製（zhì）件表麵質（zhì）量好、廢（fèi）品率低、生產效率高、易於實現自動化；

3、對模具（jù）材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核心隻有加入一定量（liàng）的粘接劑，粉（fěn）末才具有增強流動性以適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（tài）成（chéng）型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨（dú）有的流變性（xìng）和攪熔性來控製（zhì）鑄件的質量。

半固（gù）態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流變成型（xíng）（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）