​各種金屬材料成形工藝，還有比這（zhè）更（gèng）齊全的嗎？

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

▌ 鑄造（zào）

液（yè）態金屬澆（jiāo）注到與零件形狀、尺寸（cùn）相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常（cháng）稱為金屬液態成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固（gù）收（shōu）縮→鑄件

工藝特點：

1、可生產形狀任（rèn）意複雜的製件，特別是內（nèi）腔（qiāng）形狀複雜的（de）製件（jiàn）。

2、適（shì）應性強，合金種類不受限製，鑄件大（dà）小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品可（kě）重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質（zhì）量較低、勞（láo）動條件差。

鑄造分（fèn）類 ：

（1）砂型（xíng）鑄造（sand casting）

砂型（xíng）鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄造方法（fǎ）。鋼、鐵（tiě）和（hé）大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方（fāng）法獲得。

工藝流程：

砂型（xíng）鑄造工藝（yì）流程

技術特點：

1、適（shì）合於製成形狀複（fù）雜，特（tè）別是具有（yǒu）複雜內（nèi）腔的（de）毛坯；

2、適應性廣，成本低（dī）；

3、對於某些塑性很差（chà）的材料，如鑄鐵（tiě）等，砂型鑄造是（shì）製造（zào）其（qí）零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽（qì）車的發（fā）動機氣缸體、氣缸（gāng）蓋、曲軸等鑄（zhù）件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄（zhù）造（zào）：通常是指在易熔材料製成模（mó）樣，在（zài）模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，再（zài）將模樣熔化排出型殼，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“失蠟鑄造”。

工藝（yì）流程：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄（zhù）件，且（qiě）鑄造的（de）合金不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

應用：適用（yòng）於生產形狀複雜、精度要求高、或很難進行其（qí）它加工的小型零件，如（rú）渦輪發動機的葉片等。

（3）壓（yā）力（lì）鑄造(die casting)

壓（yā）鑄：是利用高壓將金屬液高速壓入一精（jīng）密金屬模具型腔內（nèi），金屬液（yè）在壓力作用下冷（lěng）卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時（shí）金屬液體（tǐ）承受壓力高，流速快

2、產品質量好（hǎo），尺寸穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使（shǐ）用（yòng）次數多；

4、適合（hé）大（dà）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（sōng）。

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

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生（shēng）產的（de）擴大。

應用：壓鑄件最先應用（yòng）在汽車工（gōng）業和儀表工業（yè），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（jì）算機、醫療器械、鍾（zhōng）表、照相機和日用五金等（děng）多個行業（yè）。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓（yā）鑄造：是（shì）指使液體金屬在較低壓（yā）力(0.02～0.06MPa)作用下充（chōng）填鑄型，並在壓力下結晶以形（xíng）成鑄件的方法.。

工藝流程：

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（děng）），鑄造各種合金及各種大小（xiǎo）的鑄件；

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

3、鑄件在壓力下結（jié）晶，鑄件組織致密、輪（lún）廓清晰（xī）、表麵光潔，力（lì）學性能較高，對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（dòng）條件好，設備簡易，易實現機械化和自（zì）動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂（gū）、氣缸架等（děng））。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液澆（jiāo）入（rù）旋轉的鑄型中，在離心力作用下填（tián）充鑄型而凝固成形的一（yī）種鑄造方（fāng）法（fǎ）。

工藝流程：

優點（diǎn）：

1、幾乎不存在（zài）澆注係統（tǒng）和冒口係統的（de）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（guǎn）形鑄件時可大幅度地改（gǎi）善金（jīn）屬（shǔ）充型能（néng）力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾（jiá）渣等缺陷少，力學性能（néng）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（yǒu）一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重（chóng）偏析。

應用：

離心鑄（zhù）造（zào）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、汽車等行業中均采用離心鑄造工（gōng）藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件（jiàn）。其中（zhōng）尤以離心（xīn）鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄件的生產最為普（pǔ）遍。

（6）金屬型鑄造（zào）(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液（yè）態金屬（shǔ）在重力作用下充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而獲得鑄件的一（yī）種（zhǒng）成型方法。

工藝流（liú）程：

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷（lěng）卻速度快，鑄件組織致密，力（lì）學性能比砂（shā）型鑄件高15%左右。

2、能獲得較高尺寸精度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並（bìng）且質量穩定性（xìng）好（hǎo）。

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

缺點：

1、金屬型本身無透氣性（xìng），必須采用一定的措施導（dǎo）出型（xíng）腔中（zhōng）的（de）空氣和砂芯（xīn）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、金屬型製造周（zhōu）期較長，成（chéng）本較（jiào）高。因此隻有（yǒu）在大量成批生（shēng）產時，才能（néng）顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬型鑄造（zào）既適用（yòng）於（yú）大批量生產形狀（zhuàng）複雜的鋁合（hé）金、鎂合金等非（fēi）鐵合金鑄件（jiàn），也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠（dìng）等（děng）。

（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內的氣體而消除或顯著減少壓鑄件內的氣孔和溶解氣體（tǐ），從而提高壓鑄件（jiàn）力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

工（gōng）藝流（liú）程（chéng）：

優點：

1、消除（chú）或減少（shǎo）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（fǎn）壓力，可使用較低（dī）的比壓及鑄造性能（néng）較差的合金，有可（kě）能用小機器壓鑄較大的鑄件;

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（jí）安裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法（fǎ）如控製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是（shì）使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流（liú）動成（chéng）形（xíng），直（zhí）接獲得製件或毛坯的方法。它具有（yǒu）液態金屬利用率高、工（gōng）序簡化和質量穩定等（děng）優點，是一種節能型的、具有潛在應用前景（jǐng）的金屬成（chéng）形技術。

工藝流程：

直接（jiē）擠壓鑄造：噴塗料、澆（jiāo）合（hé）金、合模、加壓、保壓（yā）、泄壓，分（fèn）模、毛坯脫（tuō）模、複位；

間接擠壓鑄造（zào）：噴塗（tú）料、合模、給（gěi）料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫（tuō）模、複位。

技術特（tè）點：

1、可消除內部的（de）氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可（kě）防止鑄（zhù）造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

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

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與（yǔ）鑄（zhù）件（jiàn）尺寸（cùn）形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷（shuā）塗耐火塗料並烘幹後，埋（mái）在幹石英砂中（zhōng）振動（dòng）造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據（jù）模型位置（zhì），凝（níng）固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發泡→發泡（pào）成型→浸塗料→烘幹（gàn）→造型→澆注→落（luò）砂→清理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加工時間；

2、無分型麵，設計靈活，自（zì）由度高（gāo）；

3、清潔生產，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種大小較精密鑄件，合金種類不（bú）限，生產批量不限。如（rú）灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼彎管（guǎn）等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是一種先進的（de）鑄（zhù）造方法，其原理（lǐ）是將熔融的金屬，不斷澆（jiāo）入一種叫（jiào）做結晶器的特（tè）殊金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉（lā）出，它可獲得任意長或特定的長度（dù）的鑄件。

工藝流（liú）程：

技術特（tè）點：

1、由於金屬被（bèi）迅速冷卻，結晶致（zhì）密，組織均勻，機械性能（néng）較好；

2、節約金屬，提高（gāo）收得率；

3、簡化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕（qīng）了勞動強度；所（suǒ）需生產麵積也大為減少；

4、連續鑄造生產易於實現機械化和自（zì）動化，提高生產（chǎn）效率。

應用：

用連（lián）續鑄造法可以澆（jiāo）注鋼、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（guǎn）子（zǐ）等。

▌ 塑性成（chéng）形

塑性成形：就是（shì）利用材料（liào）的塑性，在工具及模（mó）具的外力作用下來加工（gōng）製件的少（shǎo）切削或無（wú）切削（xuē）的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔（bá）、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛（duàn）壓機械對金屬坯料施（shī）加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性（xìng）能、一定形狀和（hé）尺寸鍛件的加工方（fāng）法。

根據成形（xíng）機理，鍛（duàn）造可分為自（zì）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（yòng）簡（jiǎn）單的工具（jù）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：是（shì）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不同直徑的環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。

特（tè）種鍛（duàn）造：包括（kuò）輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造（zào）方式，這些方式都比較適用於生（shēng）產（chǎn）某（mǒu）些特殊（shū）形狀的零件（jiàn）。

工（gōng）藝流程（chéng）：鍛（duàn）坯加熱→輥鍛備坯→模鍛（duàn）成形→切邊→衝（chōng）孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高能承（chéng）受大的衝擊力作用，塑性、韌性和其他方麵的（de）力學性能也都比鑄件高（gāo）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（yóu）鍛造適合於單件小批量生產，靈活（huó）性比較（jiào）大。

應用：

大型軋鋼機的（de）軋輥、人字（zì）齒輪，汽（qì）輪發電（diàn）機組的轉子、葉輪、護環（huán），巨大的水壓機工作缸和（hé）立柱，機（jī）車（chē）軸，汽車和（hé）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（各種形狀（zhuàng）），因受軋輥的壓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（zhì）分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

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

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋（xuán）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材，板，管材（cái）等 ，還有一些非金屬材料比如塑（sù）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）模具的孔口或縫隙擠出使之橫截麵積減小長度增加，成為（wéi）所需製品的加（jiā）工方法叫擠壓（yā），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→拉伸扭（niǔ）擰校直→鋸（jù）切（定尺）→取樣檢查→人工時效（xiào）→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活（huó）性大，適（shì）合小批（pī）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（zì）動（dòng）化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大（dà）；

2、金屬流動不均（jun1）勻；

3、擠壓速度低，輔助（zhù）時間長（zhǎng）；

4、工具損耗大，成本高。

生產適用範圍：主要用（yòng）於製造長（zhǎng）杆、深孔、薄壁、異型斷（duàn）麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉金屬（shǔ）的前（qián）端，將金（jīn）屬坯（pī）料從小於坯料斷麵的模孔中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的（de）製品的一種塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵（miàn）光潔；

2. 工具（jù）、設備簡單；

3. 連續高速生產（chǎn）斷麵小（xiǎo）的長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩次退（tuì）火間的總變形量有限；

2. 長度受限製。

生產適用範圍：拉拔是（shì）金屬管材、棒（bàng）材、型材及線材（cái）的主要加（jiā）工（gōng）方法。

（5）衝壓

衝（chōng）壓：是（shì）靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分（fèn）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。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量生產、成本低。

3、可（kě）得（dé）到品質均一的（de）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（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（yóu）箱、散熱器片（piàn），鍋爐的汽包，容器（qì）的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片（piàn）等都是衝壓加工（gōng）的。儀（yí）器儀表、家（jiā）用電（diàn）器、自行車（chē）、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：是在在零件生產（chǎn）過程（chéng）中，直接用（yòng）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（chǐ）寸（cùn）精度、形狀（zhuàng）和位置相互精度、表麵質量等技術要求的加工（gōng）過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊（hàn）接：也稱作熔接,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（rè）塑（sù）性材料如塑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（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，製造（zào）金屬材料、複合材料以及（jí）各種類型製品的工（gōng）藝技術。

工藝基本流程（chéng）：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多（duō）孔材料隻能用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不會給材料任何汙染，有可能製取高純度的（de）材料。

4、粉末冶（yě）金法能（néng）保證材料成分配比的正確性（xìng）和均勻（yún）性。

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

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮（lǜ） 零件的大（dà）小。

2、模具費用相對來說要（yào）高（gāo）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、半致密或全致密材料和製品（pǐn），如含油軸（zhóu）承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注（zhù）射成形的簡稱。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形（xíng）方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然後將混合料進行製粒（lì）再注射成形所（suǒ）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麵處理。

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（chǎn）效率高、易於（yú）實現自動化；

3、對模具材（cái）料要（yào）求低。

技術核心：

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

▌ 金屬半固態成型          

半（bàn）固態成型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡（jiǎn）稱SSM）獨有的流變（biàn）性和攪熔性來控製（zhì）鑄件的（de）質量。

半（bàn）固態成（chéng）型可分（fèn）為流變成型和觸（chù）變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成（chéng）型（Thixoforming）