​各（gè）種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成形方法是零（líng）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（dài）大家來看看金（jīn）屬成形工藝（yì）。

▌ 鑄造

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，以獲得毛坯或零件的生產方（fāng）法，通常稱為金屬液態（tài）成形或鑄造。

工藝流（liú）程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄（zhù）件

工藝特點：

1、可（kě）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（hé）金種類不受限（xiàn）製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高（gāo）、表麵質量較低、勞動（dòng）條件差（chà）。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄造（zào）方法。鋼、鐵和大多數（shù）有色合金鑄件（jiàn）都（dōu）可用砂型鑄造（zào）方法獲得。

工藝（yì）流（liú）程：

砂（shā）型（xíng）鑄造（zào）工藝（yì）流程

技術（shù）特點：

1、適（shì）合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑性（xìng）很差的材料，如（rú）鑄鐵等，砂（shā）型鑄造是（shì）製造其零件或，毛坯的唯一的成（chéng）形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體（tǐ）、氣缸（gāng）蓋、曲軸等鑄（zhù）件

（2）熔模（mó）鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣（yàng），在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，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（hòu）即可填砂澆（jiāo）注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造（zào）”。

工藝流程：

熔模鑄（zhù）造工藝流程

優點：

1、尺寸精（jīng）度和幾（jǐ）何精度高；

2、表麵（miàn）粗糙度高；

3、能（néng）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，費用較高

應用：適用於生產形狀複（fù）雜、精（jīng）度要求高、或很難進行其它加（jiā）工（gōng）的小型零（líng）件（jiàn），如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力鑄造(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（nèi），金屬液在壓力作用下冷卻（què）凝固而形成鑄件（jiàn）。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承（chéng）受壓（yā）力（lì）高，流（liú）速快

2、產品質量好，尺寸穩（wěn）定，互（hù）換性好；

3、生產效率高，壓（yā）鑄模使（shǐ）用次數多；

4、適合（hé）大批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄（zhù）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（zǎi）荷及有震動的（de）情況下工作；

3、高（gāo）熔點合金壓鑄時，鑄型（xíng）壽命（mìng）低，影響壓鑄生產的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車（chē）工業和儀表工業，後來逐步（bù）擴大到各個行業，如（rú）農業機械、機床工業、電子工業（yè）、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相機和日用五金等多（duō）個（gè）行（háng）業（yè）。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造（zào）：是指使液體（tǐ）金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下（xià）充填鑄型，並在壓力下結晶以（yǐ）形成鑄件的（de）方法.。

工藝流程：

技術特點：

1、澆注（zhù）時的壓力和速度可以調節，故可適用於各（gè）種（zhǒng）不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各（gè）種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型（xíng），金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入（rù）氣體（tǐ）及對型壁（bì）和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

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

4、省去補縮冒口，金（jīn）屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低（dī），勞動條件好，設備簡易，易實現機（jī）械化和（hé）自動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭（tóu）、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（zhuǎn）的鑄型中，在離心力作用下填充鑄（zhù）型而凝固成形的（de）一種鑄造方法（fǎ）。

工藝流程（chéng）：

優點（diǎn）：

1、幾乎不存在澆注係統和冒口係統的金屬（shǔ）消（xiāo）耗，提高（gāo）工藝出品率；

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善金屬充型（xíng）能（néng）力；

3、鑄件致（zhì）密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製（zhì）造筒、套（tào）類（lèi）複合金屬鑄件。

缺點：

1、用（yòng）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。

應用：

離心鑄造（zào）最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通（tōng）、排灌機械、航空、國防、汽車（chē）等行業中均采用離心（xīn）鑄造（zào）工藝（yì），來生產鋼、鐵（tiě）及非鐵碳合金（jīn）鑄件。其中尤以（yǐ）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：指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄型並在型中冷卻凝固而獲（huò）得鑄件（jiàn）的一種成型方（fāng）法。

工藝流（liú）程（chéng）：

優點:

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

2、能獲得較（jiào）高尺寸精度和較低表麵粗糙度值（zhí）的鑄件，並且質量穩定性好。

3、因不用和（hé）很少用（yòng）砂芯，改善環境、減少粉塵和有害氣（qì）體、降低勞動強度。

缺（quē）點：

1、金屬型本身無透氣性（xìng），必須采用一定（dìng）的措施導出型腔中的空氣和砂（shā）芯（xīn）所（suǒ）產生的氣體；

2、金屬（shǔ）型無（wú）退讓性，鑄件凝固時（shí）容易產生裂（liè）紋；

3、金屬型（xíng）製造周期較長，成本較高。因此隻有在大量成批生產時，才（cái）能顯示出好的經濟效果。

應用：

金（jīn）屬型鑄造（zào）既適（shì）用於大批（pī）量生（shēng）產形狀複雜的鋁合金（jīn）、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。

（7）真空壓（yā）鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造（zào）：通過在壓鑄過程中抽除壓鑄（zhù）模具型腔（qiāng）內的氣（qì）體（tǐ）而消除或顯（xiǎn）著減少壓鑄件內的氣孔和溶解（jiě）氣體，從而提高壓鑄件力（lì）學性能和表麵質量的先進（jìn）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（gāo）壓鑄（zhù）件的（de）機械性能和表麵（miàn）質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔（qiāng）的反壓力，可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合（hé）金，有可能用小機（jī）器壓鑄較大的（de）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（gòu）複雜，製（zhì）造及安裝較困難（nán），因（yīn）而成（chéng）本較高;

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）液態或半固態金屬在高壓下凝固、流（liú）動成形，直（zhí）接獲得製件或毛坯（pī）的方法。它具有液態金屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的（de）、具有（yǒu）潛在應用前景的金屬成（chéng）形（xíng）技術。

工藝流程：

直接擠壓（yā）鑄造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫（tuō）模、複位；

間（jiān）接擠壓鑄造：噴（pēn）塗料、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫（tuō）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（cāo）度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產（chǎn）生；

4、便於實（shí）現機械化、自動化。

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

（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（cùn）形狀相似的石蠟或（huò）泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘（hōng）幹後，埋在幹（gàn）石（shí）英砂中振動造型（xíng），在（zài）負壓（yā）下澆注，使模型（xíng）氣化，液體金屬（shǔ）占（zhàn）據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型（xíng）鑄造方法。

工藝流（liú）程：預（yù）發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技（jì）術特點：

1、鑄件精度高，無砂芯（xīn），減少了（le）加工時間；

2、無分型麵，設計靈（líng）活，自（zì）由度高；

3、清潔生產，無汙（wū）染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各種（zhǒng）大小較精密鑄（zhù）件，合金（jīn）種類（lèi）不限，生產批量不限（xiàn）。如灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造：是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金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件，連續不斷地從結晶（jīng）器的另一端拉出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。

工藝流程：

技術特點：

1、由（yóu）於金（jīn）屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機（jī）械性能較（jiào）好；

2、節約金屬，提（tí）高收得率；

3、簡化了工序（xù），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（gāng）、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄（zhù）錠（dìng）、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形（xíng）

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

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛壓機械（xiè）對金（jīn）屬（shǔ）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（néng）、一定形狀和尺寸鍛件的加工方（fāng）法。

根（gēn）據成形機（jī）理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自（zì）由鍛造：一般（bān）是在錘鍛或者水壓機上，利（lì）用簡單（dān）的工（gōng）具將金（jīn）屬錠或者塊料錘（chuí）成所需要形狀和（hé）尺寸（cùn）的（de）加工方法。

模鍛：是在模鍛錘（chuí）或者熱模鍛壓（yā）力機上利用模具來成形的。

碾環：指通過專用設備碾環（huán）機生產不同直徑的環形（xíng）零（líng）件（jiàn），也用來生產汽車輪（lún）轂、火（huǒ）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（mó）鍛（duàn）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。

工藝流程：鍛坯加熱（rè）→輥（gǔn）鍛（duàn）備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理（lǐ）→清理→矯（jiǎo）正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高能承受大的衝（chōng）擊（jī）力作用，塑性、韌（rèn）性和其他方麵的力學性能也都比鑄件（jiàn）高甚至比軋（zhá）件高。

2、節約原（yuán）材料，還能縮短（duǎn）加工工時。

3、生產（chǎn）效率高例。

4、自由鍛造適合於（yú）單件小批量（liàng）生產，靈（líng）活性（xìng）比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥（gǔn）、人字齒輪，汽輪（lún）發電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的（de）水壓機工作缸和立柱，機車軸，汽車和拖（tuō）拉機（jī）的曲軸（zhóu）、連杆等（děng）。

（2）軋製（zhì）

軋製：將金屬坯料通（tōng）過一對旋轉（zhuǎn）軋輥的間隙（各種形狀），因受（shòu）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（zhá）製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋（zhá）、斜軋。

縱軋:就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（shēng）塑性變形的過程。

橫軋：軋件變形後運（yùn）動方向（xiàng）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（xiàn）非特角。

工藝流程（chéng）：

應用：

主要用在（zài）金（jīn）屬材（cái）料型材（cái），板，管材（cái）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（jǐ）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（shǐ）之橫截麵積減小長（zhǎng）度增加，成為（wéi）所（suǒ）需製品的（de）加工方法叫擠壓，坯（pī）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（jǐ）壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→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（dù）高，表麵質量好；

4、設備投資少（shǎo），廠房麵積小，易實現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料（liào）損失大；

2、金屬流動（dòng）不均勻；

3、擠壓速度低，輔助時間長；

4、工具損耗（hào）大，成本高。

生產適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄（báo）壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用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，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一（yī）種（zhǒng）塑（sù）性加工方法。

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（de）總變形量有限；

2. 長（zhǎng）度受限（xiàn）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）衝壓

衝壓：是靠壓（yā）力機和模（mó）具對板材、帶材、管材和型（xíng）材等施（shī）加外力，使之產生塑性變形或分（fèn）離，從而獲得所需形（xíng）狀（zhuàng）和（hé）尺（chǐ）寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得（dé）到輕（qīng）量、高剛性之製品。

2、生產性（xìng）良好，適合大量生產、成本低（dī）。

3、可得到品質均一的（de）製品。，

4、材（cái）料利用率高、剪切（qiē）性及回收（shōu）性良好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是板（bǎn）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、電器的鐵芯矽鋼片（piàn）等都是衝壓加工的。儀（yí）器儀表（biǎo）、家用電器、自行（háng）車、辦公機械、生活（huó）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（pī）上切除（chú）多餘金屬層厚度，使（shǐ）之或者圖紙要求的（de）尺寸精度、形狀和位置相互精度、表麵質（zhì）量等技術要求的加（jiā）工過程。

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（yā）的方式接合（hé）金屬（shǔ）或其他熱塑性材料如塑料（liào）的製造工（gōng）藝及技術。

焊（hàn）接分類：

▌ 粉末冶金        

粉（fěn）末冶（yě）金：是製取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末（mò）與（yǔ）非金（jīn）屬粉末的（de）混合物）作為原料（liào），經過成形和燒結，製造金屬材料、複合材料以（yǐ）及各種類型製品的（de）工藝技術。

工藝基本流程：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及（jí）其化合物、假合金、多（duō）孔（kǒng）材料（liào）隻能（néng）用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不（bú）會給材料（liào）任何汙染，有可能製取高純度的材料。

4、粉末冶（yě）金法能保證材料成分配比的（de）正確（què）性和均勻性。

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

缺點：

1、在沒（méi）有批量的情（qíng）況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出（chū）鑄造模（mó）具。

生產適用範（fàn）圍：

粉末（mò）冶金技術可以直（zhí）接製（zhì）成（chéng）多孔、半致密或全致密材料和製品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導（dǎo）杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的（de）簡稱。是將（jiāng）金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於（yú）模型中的成形方法。它是先將所選粉（fěn）末與粘結劑進行混合，然後將混合料進行製粒再（zài）注射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四（sì）個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒（shāo）結）來（lái）實現零部件的生產（chǎn），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（cì）成型負責零件；

2、製件表麵質量（liàng）好、廢品率低、生（shēng）產效率高、易於實現自動化；

3、對（duì）模具材料要求低。

技術核（hé）心：

粘接劑是MIM技術的核心（xīn）隻有加入一定量的粘接劑，粉（fěn）末（mò）才具（jù）有增（zēng）強流動性以適合注射成型和維持坯塊的基本形狀（zhuàng）。

▌ 金屬半固態成型（xíng）          

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

半固態成型可分為流變成型和觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）