​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的（de）嗎？

材料成形（xíng）方法是零件設計的重要內容，也是製造者們極度關心的（de）問題，更是材料（liào）加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家來看看金（jīn）屬成形工藝。

▌ 鑄（zhù）造

液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲（huò）得毛（máo）坯或零件的生產方法，通（tōng）常（cháng）稱為金屬液態成形或鑄造。

工藝（yì）流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄（zhù）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製件。

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

3、材料來（lái）源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件差。

鑄造分（fèn）類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型（xíng）鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大（dà）多數有（yǒu）色合金鑄件（jiàn）都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型（xíng）鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內（nèi）腔的毛坯；

2、適應（yīng）性廣，成本低；

3、對於某些塑性很（hěn）差的材（cái）料，如鑄鐵等，砂型鑄造是（shì）製造（zào）其零件（jiàn）或，毛坯的唯一（yī）的成形工藝。

應用：汽車的（de）發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄（zhù）件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣，在模（mó）樣表麵（miàn）包覆（fù）若幹（gàn）層耐（nài）火材（cái）料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型麵的鑄型，經高（gāo）溫焙燒後即（jí）可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程（chéng）：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表（biǎo）麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，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（yòng）於生產形狀複雜、精度要求高、或很難進行其它加（jiā）工（gōng）的小型零（líng）件，如渦輪發動機的葉（yè）片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓（yā）鑄：是利用高壓將（jiāng）金屬液高速壓入（rù）一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作（zuò）用下冷（lěng）卻（què）凝（níng）固而形成鑄件。

工藝流（liú）程：

優點：

1、壓鑄（zhù）時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質（zhì）量好（hǎo），尺寸穩定，互換性好；

3、生（shēng）產效（xiào）率高，壓鑄模使用（yòng）次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好。

缺（quē）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（dòng）的情況下工作；

3、高（gāo）熔（róng）點合（hé）金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產（chǎn）的擴大（dà）。

應用：壓鑄（zhù）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（liáo）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（yā）力和速度可以（yǐ）調節，故可適用於各種不同（tóng）鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大（dà）小的鑄（zhù）件；

2、采用底注式充型，金屬液充（chōng）型平穩，無（wú）飛（fēi）濺現象，可避免卷（juàn）入氣體及對型壁和型（xíng）芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、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（lì）；

4、省去補縮（suō）冒口，金屬利用率（lǜ）提高到90～98%；

5、勞（láo）動強度（dù）低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣（qì）缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離（lí）心（xīn）鑄（zhù）造：是將金屬液澆入旋（xuán）轉的鑄型中，在（zài）離心力作用下填充鑄型而（ér）凝固成形的一種鑄造方法。

工藝（yì）流程：

優點：

1、幾乎不（bú）存在澆注係統和冒口係統的金屬消（xiāo）耗，提高工藝出品率；

2、生（shēng）產（chǎn）中空鑄件時（shí）可不用（yòng）型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅度地（dì）改善金屬充（chōng）型能力；

3、鑄件致密（mì）度高，氣孔、夾（jiá）渣等缺陷少，力學性能（néng）高；

4、便（biàn）於製造筒、套類（lèi）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（yīng）用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械（xiè）、航空、國防、汽車等（děng）行業中均采用離心鑄造（zào）工藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管（guǎn）、內（nèi）燃機缸套和軸套等鑄件的（de）生產最為普（pǔ）遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型（xíng）鑄造：指液態金屬（shǔ）在重力作用下充填金屬鑄型並在型（xíng）中冷卻凝固（gù）而獲得鑄（zhù）件的一種（zhǒng）成型方法。

工藝（yì）流（liú）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（zǔ）織致密，力學性能比砂型鑄件高（gāo）15%左右。

2、能獲（huò）得（dé）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、因不用和很少用砂（shā）芯，改（gǎi）善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞（láo）動強度。

缺點：

1、金屬型本身（shēn）無透氣性，必須采用一定的（de）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（tuì）讓性，鑄件凝固時容易產生裂紋；

3、金屬型製造周期較長，成本較高（gāo）。因此隻有在（zài）大量（liàng）成批生產時，才能（néng）顯示出好的（de）經濟效果。

應用：

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

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過（guò）程中抽除壓鑄（zhù）模（mó）具型腔內的氣體而消除或顯著減少壓鑄（zhù）件（jiàn）內的氣孔和溶解氣體，從（cóng）而提高（gāo）壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

工（gōng）藝流程：

優（yōu）點：

1、消除或減少（shǎo）壓鑄件內（nèi）部的氣孔，提（tí）高壓（yā）鑄件的機械性（xìng）能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，可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（jiào）大的鑄（zhù）件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點（diǎn）：

1、模具密封結構複雜，製造及（jí）安裝較困難，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）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使（shǐ）液態（tài）或半（bàn）固態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或（huò）毛坯的方法。它（tā）具有液態金（jīn）屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用前景的金（jīn）屬成形技術。

工藝流程：

直（zhí）接擠（jǐ）壓鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓（yā）、保壓、泄（xiè）壓，分模、毛坯脫模、複位；

間接擠壓鑄造：噴塗料（liào）、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複（fù）位。

技術特點：

1、可消除內部（bù）的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸（cùn）精度高（gāo）；

3、可防（fáng）止鑄造（zào）裂紋（wén）的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

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

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形（xíng）狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合（hé）成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在（zài）幹石英砂中振動造型，在（zài）負壓下澆注，使模型（xíng）氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新（xīn）型鑄造方法。

工藝流程：預發泡（pào）→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注（zhù）→落砂→清（qīng）理

技術特點：

1、鑄件精度高，無砂（shā）芯，減（jiǎn）少了加（jiā）工時間；

2、無分（fèn）型麵，設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染（rǎn）；

4、降低投資和生產成本。

應用（yòng）：

適合成產結構複雜的各種（zhǒng）大（dà）小較精密（mì）鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發（fā）動機箱體、高錳鋼彎管（guǎn）等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續（xù）鑄造：是一種先（xiān）進的鑄造方法，其原理（lǐ）是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫（jiào）做結晶器的特殊金屬（shǔ）型中，凝固（結殼）了的鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意長或特定的長（zhǎng）度（dù）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（jī）械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

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

4、連續鑄造生產易於實現機械化和自動化，提高生產效率。

應用：

用連續鑄（zhù）造法可（kě）以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁（lǚ）合金、鎂合金（jīn）等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管（guǎn）子等（děng）。

▌ 塑性成形

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（xià）來（lái）加工製件的少切削（xuē）或無切削的工（gōng）藝方法。它的種類有很多（duō），主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一種利（lì）用鍛壓機械對金屬坯料施加（jiā）壓力，使其產生塑（sù）性變形以獲得具有一定機械性能、一定（dìng）形狀和尺（chǐ）寸鍛件的加工方法。

根據成形機理，鍛造（zào）可分為自由鍛、模鍛、碾（niǎn）環（huán）、特殊鍛造。

自由鍛造（zào）：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用（yòng）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（gōng）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（jī）生產不同直（zhí）徑（jìng）的環形零件，也用來生產汽車輪轂、火（huǒ）車（chē）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（bǐ）較適用於生產某些（xiē）特殊形狀的零件。

工藝（yì）流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切（qiē）邊（biān）→衝（chōng）孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查

技術（shù）特點：

1、鍛件（jiàn）質（zhì）量比鑄件高能承受（shòu）大的衝擊力作用，塑（sù）性、韌性和其他方（fāng）麵的力學（xué）性能也（yě）都比鑄件（jiàn）高甚至比軋件高。

2、節約原材料（liào），還能縮短加工工時。

3、生產（chǎn）效率高例。

4、自由鍛造適合於單（dān）件小批量生產，靈活性比較大。

應（yīng）用：

大型（xíng）軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓機工作缸和立柱，機車（chē）軸，汽（qì）車和拖拉機的曲軸、連杆（gǎn）等（děng）。

（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），因受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓力加工方法。

軋製（zhì）分（fèn）類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金（jīn）屬在兩個旋轉方向相反（fǎn）的軋輥之間通過，並在（zài）其（qí）間產生塑性變（biàn）形的過程。

橫軋：軋（zhá）件變形後運動方向與軋輥（gǔn）軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋（xuán）運動，軋件與軋輥軸線（xiàn）非特角。

工藝流程（chéng）：

應用：

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

（3）擠壓

擠壓：坯料在三向不均勻（yún）壓應力作用下，從（cóng）模具的孔口或縫隙擠出使之橫截（jié）麵積減小（xiǎo）長度增加（jiā），成為所（suǒ）需製品的（de）加工方法叫擠壓（yā），坯料的這（zhè）種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓（yā）前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸（jù）切（定尺（chǐ））→取樣檢（jiǎn）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（chǎn）品尺寸精度高（gāo），表麵質量（liàng）好；

4、設備投資少，廠房麵（miàn）積小（xiǎo），易實（shí）現自動化生產。

缺（quē）點：

1、幾何廢（fèi）料損失（shī）大；

2、金屬流動（dòng）不均勻（yún）；

3、擠壓速度低（dī），輔助時間長；

4、工具損耗大，成本高。

生產適用範圍：主要用於製造長杆（gǎn）、深孔（kǒng）、薄壁、異型斷麵（miàn）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（mó）孔中（zhōng）拉出（chū），以獲得相應的形（xíng）狀和尺寸的製品的一種塑性（xìng）加（jiā）工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩次退火間的總變形量有限；

2. 長度受（shòu）限製（zhì）。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線材的主要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對板（bǎn）材（cái）、帶材、管材和型（xíng）材等施加外力，使之產生（shēng）塑性變形或分離，從而獲得所需（xū）形狀和尺寸的工（gōng）件（衝壓（yā）件）的成形加工方法。

技術（shù）特點：

1、可（kě）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、可得到品（pǐn）質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性（xìng）良好 。

適用範圍：

全世界的（de）鋼材中，有60～70%是板（bǎn）材，其中大部分（fèn）經過衝（chōng）壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱（rè）器片，鍋爐的汽包（bāo），容（róng）器的（de）殼體，電機、電（diàn）器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公（gōng）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（zài）零件生產過程中，直接用刀（dāo）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精度、形狀和位置相互（hù）精度、表麵質量等（děng）技（jì）術要求（qiú）的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一（yī）種（zhǒng）以加（jiā）熱、高溫或者高壓的方式接合金屬（shǔ）或（huò）其他熱塑性材料如塑料的製（zhì）造工藝及技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶（yě）金：是製（zhì）取（qǔ）金（jīn）屬或用（yòng）金（jīn）屬粉末（或金（jīn）屬粉末與非金屬粉末的混合（hé）物）作為原料，經過成形和燒結，製造（zào）金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技術。

工藝基本流程：

優點：

1、絕大多數難熔金屬（shǔ）及其化合物（wù）、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金方法（fǎ）來製造。

2、節約金屬，降低產品成（chéng）本。

3、不會給材料任何汙染，有可能製取高純度的材料。

4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適（shì）宜（yí）於生產同一形狀而數（shù）量多的產品（pǐn），能大大降低生產成本。

缺（quē）點：

1、在沒（méi）有批量（liàng）的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費（fèi）用相對來說要高出鑄造模具（jù）。

生產適用（yòng）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，如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具（jù）等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘（zhān）結劑的增塑混合（hé）料注射於模型中的成形方法。它（tā）是先將所選粉末與粘（zhān）結劑進行（háng）混（hún）合，然後將混合料進行製（zhì）粒再注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（hún）合（hé）、成型、脫（tuō）脂（zhī）和燒結（jié））來（lái）實現零部件的生產，針對產品特性決定是否（fǒu）需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成（chéng）型負（fù）責零件；

2、製件（jiàn）表（biǎo）麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的（de）核心（xīn）隻有加入一定量的粘（zhān）接（jiē）劑（jì），粉末（mò）才具有增強流動性以適合注射成型和維（wéi）持（chí）坯塊的基本形狀。

▌ 金屬半固態成型          

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

半固態成型可（kě）分為流變成型和觸變成型。

(1)流變（biàn）成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）