​各種金屬材料成（chéng）形工（gōng）藝（yì），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，今天就帶大家來看看金屬成（chéng）形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆注（zhù）到與零件形（xíng）狀（zhuàng）、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷（lěng）卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱為（wéi）金屬液態成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝（yì）特點：

1、可生產形狀任（rèn）意複雜的製件，特別是內腔形（xíng）狀複雜的製件（jiàn）。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設備（bèi）投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產鑄件（jiàn）的鑄（zhù）造（zào）方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用（yòng）砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技（jì）術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯（pī）；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑（sù）性很差的（de）材料，如鑄（zhù）鐵（tiě）等，砂型（xíng）鑄造是製造其（qí）零件或，毛坯的唯一（yī）的成形（xíng）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（róng）模鑄造：通（tōng）常（cháng）是指在易熔材料製成模樣，在模樣表麵（miàn）包（bāo）覆（fù）若幹層耐火材料製成型殼，再將模（mó）樣熔（róng）化排出型（xíng）殼，從而獲得無分型麵（miàn）的鑄型，經高溫焙燒後即可填（tián）砂澆（jiāo）注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模（mó）鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度（dù）和幾何精度高（gāo）；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件（jiàn），且鑄造（zào）的合金不受限製。

缺點：工序繁（fán）雜，費用較（jiào）高

應用：適（shì）用於生產形狀複雜、精度要求高、或很難（nán）進行其它加工的小型零件，如渦輪發（fā）動機的葉（yè）片等。

（3）壓力（lì）鑄（zhù）造(die casting)

壓鑄（zhù）：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（xià）冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速（sù）快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適（shì）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（dī），不宜在（zài）衝擊載荷及有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄（zhù）時（shí），鑄型（xíng）壽命低，影（yǐng）響壓鑄生產的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車工業和（hé）儀表工業，後（hòu）來逐（zhú）步擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電子工業、國防工（gōng）業、計算機（jī）、醫（yī）療器械、鍾表、照相機和（hé）日用五金等多個（gè）行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低（dī）壓（yā）鑄造（zào）：是指使液體（tǐ）金屬（shǔ）在較低壓力（lì）(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，並在壓（yā）力下結晶以形成鑄件（jiàn）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（kě）適用於各種不同鑄型（如（rú）金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免（miǎn）卷入氣體及對（duì）型壁和型芯（xīn）的（de）衝刷，提高了鑄件的合格率（lǜ）；

3、鑄件在壓力下（xià）結晶，鑄件組織致密、輪廓清（qīng）晰、表麵光潔，力學性能較高，對於大薄壁件（jiàn）的鑄造尤為有利；

4、省去（qù）補縮冒口，金屬利用率提高（gāo）到（dào）90～98%；

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

應用：以傳統（tǒng）產品為主（氣（qì）缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

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

工藝流程：

優點（diǎn）：

1、幾乎不存在澆注係統和冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產（chǎn）中（zhōng）空鑄（zhù）件時可不（bú）用型芯，故在生產（chǎn）長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充（chōng）型能力；

3、鑄件致（zhì）密度（dù）高，氣孔、夾（jiá）渣等（děng）缺陷少，力學（xué）性能高（gāo）；

4、便（biàn）於製（zhì）造筒、套類複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生（shēng）產異（yì）形（xíng）鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑不準（zhǔn）確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大（dà）；

3、鑄件易產生比重（chóng）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（pái）灌機械、航（háng）空（kōng）、國防、汽車等行業中均采用離心（xīn）鑄（zhù）造（zào）工藝，來生產（chǎn）鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心（xīn）鑄鐵管、內燃（rán）機缸套和軸套等鑄件的（de）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下（xià）充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而獲得（dé）鑄件的一種成型方法。

工藝（yì）流程：

優點:

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

2、能獲得較高尺寸精度和較低表麵粗糙度值的鑄（zhù）件，並且質量穩定（dìng）性好。

3、因不用和很少用砂芯，改（gǎi）善環境、減少（shǎo）粉塵和有害氣（qì）體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本（běn）身無透（tòu）氣性，必須采用一定的措施導出型腔中的空氣（qì）和砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時容（róng）易（yì）產生裂紋；

3、金屬型製造（zào）周期較長，成本（běn）較高。因此隻有在大量成（chéng）批生產時（shí），才能顯示出好的經濟效果。

應（yīng）用：

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

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造（zào）：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（zhì）量（liàng）的先（xiān）進壓（yā）鑄工藝。

工藝流程：

優點：

1、消除或減少壓鑄（zhù）件內部的氣孔，提（tí）高壓鑄件（jiàn）的機械性能和表麵質量，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大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較（jiào）薄（báo）的鑄件;

缺點：

1、模具（jù）密封結構複雜，製造（zào）及（jí）安（ān）裝較（jiào）困（kùn）難，因而（ér）成本較高;

2、 真空壓鑄法如控製不當，效果（guǒ）就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液態或半固態金（jīn）屬在高壓下凝固、流動成形（xíng），直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態金屬利用率高、工序（xù）簡（jiǎn）化和質量（liàng）穩定等優點，是一種節能型的、具有潛在（zài）應用前（qián）景的金屬（shǔ）成形技術。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴塗料（liào）、澆合金（jīn）、合模、加壓、保壓、泄壓（yā），分模（mó）、毛坯脫模、複位；

間接擠壓鑄造：噴塗料、合模、給料（liào）、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（suō）孔和（hé）縮鬆等缺陷；

2、表（biǎo）麵粗糙度低，尺寸精度高（gāo）；

3、可防止鑄造裂紋的產（chǎn）生；

4、便於實（shí）現（xiàn）機械化、自動化。

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

（9）消失（shī）模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又（yòu）稱（chēng）實型（xíng）鑄造）：是將與（yǔ）鑄件尺寸形狀相（xiàng）似的石蠟或泡沫模型粘結組合（hé）成（chéng）模（mó）型（xíng）簇，刷塗耐（nài）火塗料並烘幹（gàn）後，埋（mái）在幹（gàn）石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金（jīn）屬占據模型（xíng）位置，凝固冷卻後形（xíng）成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：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，無砂芯，減（jiǎn）少了加工時間；

2、無分（fèn）型麵，設計靈（líng）活，自（zì）由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投（tóu）資和生產成本。

應用：

適合成產（chǎn）結構複雜的各種大小（xiǎo）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、高錳（měng）鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是（shì）一種先進的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的特殊（shū）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出，它可獲得任意長或特（tè）定的（de）長度（dù）的鑄件。

工藝流程：

技術特點：

1、由（yóu）於金屬被迅速冷卻，結（jié）晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節（jiē）約金屬，提高收得率；

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

4、連續鑄造生產易於（yú）實現機械化和自動（dòng）化，提（tí）高生產效率。

應用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵（miàn）形（xíng）狀不變的長（zhǎng）鑄件，如鑄錠（dìng）、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性（xìng）成（chéng）形

塑性成形：就是利用材料的塑性，在工（gōng）具及（jí）模具的外力作用下來（lái）加工（gōng）製件的少切削或無切削的工藝（yì）方（fāng）法。它的種類有很多，主要包括鍛（duàn）造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造（zào）：是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使（shǐ）其產生塑（sù）性變形以（yǐ）獲得具有一定機械性能、一（yī）定形狀和尺寸鍛件的加工方法。

根據成形機理，鍛造可（kě）分為自由鍛、模鍛（duàn）、碾環、特殊（shū）鍛造。

自由鍛造：一般（bān）是在錘（chuí）鍛或者水壓機上，利用（yòng）簡（jiǎn）單的工具將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀（zhuàng）和尺寸的加工方法。

模鍛：是在模鍛（duàn）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（shēng）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。

特種（zhǒng）鍛造：包（bāo）括輥鍛（duàn）、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→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處（chù）理→清理→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高能承受大的衝擊（jī）力（lì）作用，塑性、韌性和其他方麵（miàn）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（jiā）工工時。

3、生產效率（lǜ）高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產，靈活性比較（jiào）大。

應用：

大型軋鋼（gāng）機的軋輥、人字齒輪，汽輪發（fā）電（diàn）機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓（yā）機（jī）工作缸和立柱（zhù），機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等（děng）。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各（gè）種形狀），因受軋（zhá）輥的壓縮成型軋製使（shǐ）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（jiàn）運動分（fèn）有：縱軋、橫軋（zhá）、斜（xié）軋。

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

橫軋：軋件變形後運（yùn）動方向與（yǔ）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：

主要用在金屬材料型材，板，管材等（děng） ，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：坯料在三向不（bú）均勻壓應力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出使之橫截（jié）麵積（jī）減小長度增加，成為所需製品的加工方法叫擠（jǐ）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→拉伸扭擰校直（zhí）→鋸切（定（dìng）尺）→取樣檢查→人工時效（xiào）→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣（guǎng），產（chǎn）品（pǐn）規格、品種多；

2、生產（chǎn）靈活性大，適合小批量（liàng）生產；

3、產品尺寸精度（dù）高，表麵質（zhì）量好；

4、設備投資少，廠房（fáng）麵積小，易實現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬流（liú）動（dòng）不（bú）均勻；

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（fàn）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（zuò）用（yòng）於被拉金屬的前（qián）端（duān），將金屬坯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（cùn）的製品的一種塑性加工方（fāng）法。

優點（diǎn）：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產（chǎn）斷麵（miàn）小的長製品。

缺點：

1. 道次變（biàn）形量與兩（liǎng）次退火間的總變形量有（yǒu）限；

2. 長度受限製。

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（chōng）壓

衝壓：是（shì）靠壓力機和模（mó）具對板材（cái）、帶材、管材和型（xíng）材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得（dé）所需形狀和尺（chǐ）寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可（kě）得到（dào）輕（qīng）量、高剛性之製品（pǐn）。

2、生產性良好，適合大量生產、成本低。

3、可得到品（pǐn）質（zhì）均一的製品。，

4、材料利（lì）用率高、剪切性（xìng）及回收性良好（hǎo） 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是（shì）板材，其中大部分經過衝壓製成成品（pǐn）。汽車的（de）車（chē）身、底盤、油箱、散熱（rè）器（qì）片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器（qì）、自行車、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（líng）件生產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多（duō）餘金屬層厚度，使之或者（zhě）圖紙要求的尺寸精度、形狀和（hé）位置相互精度、表麵質量等技術要求的加工過程。

常用機加工方法（fǎ）：

▌ 焊接        

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

焊接分類：

▌ 粉末冶金（jīn）        

粉末（mò）冶金：是製取金屬（shǔ）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（chǎn）品成本。

3、不會（huì）給材料任何汙染，有可（kě）能製取高純度的材料。

4、粉（fěn）末（mò）冶金法（fǎ）能保證材料（liào）成分配比的正確性和均勻性（xìng）。

5、粉末冶金適宜於生產（chǎn）同一（yī）形狀而數量多的產品（pǐn），能大大降低生產成本（běn）。

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小（xiǎo）。

2、模具費用相（xiàng）對（duì）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多孔、半（bàn）致密或全致密材料和製品（pǐn），如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆（gǎn）、刀具等。

▌ 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（mò）與其粘結劑的增塑混合料注射（shè）於模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然後將（jiāng）混合料進行製粒（lì）再注射成形（xíng）所需要的形狀。

MIM工（gōng）藝流程：

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，針對產品特性決定是否需要（yào）進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成型（xíng）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；

3、對模具材料要求低（dī）。

技術核心（xīn）：

粘接（jiē）劑是MIM技術（shù）的核心隻有加入一定（dìng）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（zhuàng）。

▌ 金屬（shǔ）半固態（tài）成型          

半固態成型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有（yǒu）的流（liú）變性和（hé）攪熔性來控製鑄件的質（zhì）量。

半固態成型可分（fèn）為流變成型和觸變成（chéng）型。

(1)流變（biàn）成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）