​各種金（jīn）屬材料成形工（gōng）藝，還有比這更齊（qí）全的嗎？

材料成形方法是零（líng）件設計的重要內容，也是製（zhì）造者們極（jí）度關心的問題，更是材料加工過程中的關（guān）鍵（jiàn）因素，今天（tiān）就帶大家來（lái）看看金屬成形工藝。

▌ 鑄造（zào）

液（yè）態金屬澆（jiāo）注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，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（shǔ）液態成形（xíng）或（huò）鑄造。

工藝流程：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（fù）雜的製件，特別是內腔形狀（zhuàng）複雜的製件。

2、適應性強，合（hé）金種類不受限製（zhì），鑄件大小幾（jǐ）乎不受限製。

3、材料來源廣，廢（fèi）品可重熔，設備投（tóu）資（zī）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（chǎn）鑄件的鑄造方法。鋼、鐵（tiě）和大（dà）多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄（zhù）造工（gōng）藝流程

技術特點：

1、適合於製成形（xíng）狀複（fù）雜，特別是具有複雜內腔的（de）毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑（sù）性很差（chà）的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其零件或，毛坯的（de）唯一的成形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲（qǔ）軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成（chéng）模樣，在模樣（yàng）表麵包覆若幹（gàn）層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而（ér）獲得無分型麵（miàn）的（de）鑄型，經（jīng）高溫焙燒（shāo）後即可（kě）填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟（là）鑄造”。

工藝流程：

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（xíng）複雜的鑄件，且鑄造的合金不受限（xiàn）製。

缺點：工序繁雜，費用（yòng）較高

應用：適用於生產形狀複雜（zá）、精度要求高（gāo）、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發動機（jī）的葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利用高壓將金屬液高速（sù）壓入一（yī）精密金屬模具型腔內，金屬液在壓（yā）力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金（jīn）屬液（yè）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，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟（jì）效益好。

缺點：

1、鑄件（jiàn）容（róng）易產生細小的（de）氣孔和縮（suō）鬆。

2、壓鑄件塑（sù）性低，不（bú）宜在衝擊載（zǎi）荷及有震（zhèn）動的情況下工（gōng）作；

3、高（gāo）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）先應用在汽（qì）車工（gōng）業和儀表工（gōng）業，後來逐步擴大到各（gè）個行業，如農業機（jī）械、機床工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相機和日（rì）用五金等多（duō）個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體金屬在（zài）較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，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（shí）的壓力和速度可以調節，故可適（shì）用於各種不同鑄型（如金屬型、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（xíng），金屬液充型平（píng）穩，無飛濺現象，可避免卷（juàn）入氣體及對型壁和型芯（xīn）的衝刷，提（tí）高了鑄件的合格率；

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（gāo），對於大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金（jīn）屬利（lì）用率提高到90～98%；

5、勞動（dòng）強度低，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（pǐn）為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等（děng））。

（5）離心鑄（zhù）造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉的鑄（zhù）型中，在（zài）離心力作用下填充鑄（zhù）型（xíng）而（ér）凝固成形的一種鑄造方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆（jiāo）注係統和冒口（kǒu）係統的金屬消耗，提高（gāo）工藝出品率；

2、生產中（zhōng）空鑄件時可（kě）不（bú）用型（xíng）芯，故在生產（chǎn）長（zhǎng）管形鑄（zhù）件時可大幅度地改善金屬充型（xíng）能（néng）力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺（quē）陷少，力學性能（néng）高；

4、便於製造筒、套類複合（hé）金（jīn）屬鑄件。

缺點（diǎn）：

1、用於生產異形鑄件時有一定的局（jú）限性；

2、鑄件內（nèi）孔直徑不準確，內孔表麵比較粗（cū）糙，質量較差（chà），加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心鑄造（zào）最早用於（yú）生（shēng）產鑄管（guǎn），國內外（wài）在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業中均采用（yòng）離心鑄造工（gōng）藝，來（lái）生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以（yǐ）離心鑄鐵管、內燃（rán）機缸套和（hé）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：指液態金屬在重力作（zuò）用下充填（tián）金屬鑄型並在型中冷（lěng）卻凝（níng）固（gù）而獲得鑄件（jiàn）的一種成型方法。

工藝流程：

優點:

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

2、能獲得（dé）較（jiào）高尺寸精度和較低表麵粗糙度值的鑄件，並且（qiě）質（zhì）量穩定性（xìng）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、降低勞動（dòng）強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必（bì）須采用（yòng）一定的措施導出（chū）型腔中的空氣和砂芯所產生（shēng）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（zhǎng），成本較高。因此隻有在大量（liàng）成批生產時，才能顯示出好的經濟（jì）效果（guǒ）。

應用：

金（jīn）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（fēi）鐵合金鑄件，也適合於生產鋼鐵金屬的鑄（zhù）件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過（guò）在壓鑄過程中抽除壓鑄（zhù）模具型（xíng）腔內（nèi）的氣體而消除或顯著減（jiǎn）少壓鑄件內的氣孔和溶解氣（qì）體，從而提高壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

工藝流程：

優點（diǎn）：

1、消除或減少壓鑄件內部的氣孔（kǒng），提（tí）高壓鑄件的機械性能和表麵質（zhì）量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反壓力，可使用較低的（de）比壓及鑄造性能較差的合金（jīn），有（yǒu）可能用小機器壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄（zhù）較薄的鑄件;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如控製（zhì）不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造（zào）(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液態（tài）或半固態（tài）金屬（shǔ）在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯（pī）的方法。它具有（yǒu）液態金屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優點，是（shì）一種節能型的、具有潛在應用前景（jǐng）的金屬成（chéng）形技術。

工（gōng）藝流（liú）程：

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

間接擠壓鑄造：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（bù）的氣孔（kǒng）、縮孔和縮鬆等缺陷（xiàn）；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防（fáng）止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化（huà）。

應（yīng）用：可用於生（shēng）產各種類型的合（hé）金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、球墨（mò）鑄鐵等

（9）消（xiāo）失模鑄造（zào）（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又（yòu）稱實（shí）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（zǔ）合成模（mó）型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在幹石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使（shǐ）模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻（què）後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預發泡→發（fā）泡成型→浸塗料→烘幹→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，自由度（dù）高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資（zī）和生產成本（běn）。

應用：

適合成產結構複雜的各種大（dà）小較精密鑄件，合金種類不（bú）限（xiàn），生產批量不限。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（zhù）造：是（shì）一種先進的（de）鑄造（zào）方（fāng）法（fǎ），其原理是將熔融的金屬，不斷（duàn）澆入一種（zhǒng）叫做結晶器的特殊金（jīn）屬型中，凝固（結殼）了的鑄件（jiàn），連續（xù）不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任（rèn）意長或（huò）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，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率（lǜ）；

3、簡化了工序，免除造型及其（qí）它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產麵積也（yě）大為（wéi）減少；

4、連續（xù）鑄造生產易於實現機械化和自（zì）動化，提高生產效率。

應用：

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

▌ 塑性成形

塑性成（chéng）形：就是利用材料的塑性，在工具（jù）及模具的外力作用下來加工製件的少切削或無切削的工（gōng）藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛造（zào）、軋（zhá）製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是（shì）一（yī）種利用鍛壓（yā）機械對金屬坯（pī）料施加壓力，使（shǐ）其產生塑性變形以獲得具有一（yī）定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加（jiā）工方法。

根據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自（zì）由鍛造：一般是在錘鍛（duàn）或者水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀和（hé）尺寸的加工方法。

模鍛：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）不同直徑的環（huán）形零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪形零（líng）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，這些方式都比較（jiào）適用（yòng）於生產某些特殊形（xíng）狀（zhuàng）的零件。

工藝流（liú）程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝（chōng）孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理→清理→矯正（zhèng）→檢查

技術特（tè）點：

1、鍛件質（zhì）量比鑄件高能承受大的衝擊（jī）力作（zuò）用，塑性、韌性和其他方麵的力學性能也都（dōu）比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原材料，還能縮短加工工時。

3、生產效率高（gāo）例（lì）。

4、自由鍛造適合於（yú）單件小批量生產，靈活性比較（jiào）大。

應用：

大型軋鋼機（jī）的（de）軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓（yā）機工作缸（gāng）和立柱，機車軸，汽車和拖拉機（jī）的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間（jiān）隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋製（zhì）使材料截麵減小，長度增加（jiā）的壓力加（jiā）工方法。

軋製分（fèn）類：

按軋件（jiàn）運動分（fèn）有：縱軋、橫軋、斜軋。

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

橫軋：軋件變形後運動方向與軋（zhá）輥軸線方向一（yī）致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥（gǔn）軸線（xiàn）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：坯料在三向不均勻壓應力作用下，從模具的孔口或縫隙（xì）擠出使之橫截麵積減小（xiǎo）長（zhǎng）度增加，成為所需製品的加工方法叫擠壓，坯料（liào）的這種加工叫擠壓成型。

工藝（yì）流程：

擠壓前準（zhǔn）備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校（xiào）直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包裝入庫

優點（diǎn）：

1、生產（chǎn）範圍廣，產品規格（gé）、品種多；

2、生產靈活（huó）性大，適合小批量生產；

3、產品尺寸（cùn）精度高（gāo），表麵質量好；

4、設備投（tóu）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。

生產適用範圍：主要用（yòng）於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉（lā）金屬的前端，將金屬坯料（liào）從小於坯料斷麵的（de）模孔中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的（de）一種塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精（jīng）確（què），表麵（miàn）光潔；

2. 工具、設備簡單（dān）；

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（dù）受（shòu）限製。

生產適用範圍：拉拔是（shì）金屬管材、棒材、型材及線材的（de）主要加工（gōng）方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓（yā）力機和模具（jù）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（cóng）而獲得所需形（xíng）狀和尺寸的工件（jiàn）（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高（gāo）剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量生產、成（chéng）本低。

3、可得到品質均一的製（zhì）品。，

4、材（cái）料利用率（lǜ）高、剪切（qiē）性及回收性良好（hǎo） 。

適用（yòng）範圍：

全世（shì）界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部（bù）分經（jīng）過衝壓製（zhì）成（chéng）成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包（bāo），容器的殼（ké）體（tǐ），電機、電器的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、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機（jī）加工：是在（zài）在零件生產過程中，直接用刀具在毛坯上（shàng）切除多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要求的（de）尺寸精度、形狀和位置（zhì）相互精度、表麵質量等技術要求的（de）加工過程。

常（cháng）用機加工方法：

▌ 焊（hàn）接（jiē）        

焊接：也稱作熔（róng）接,鎔（róng）接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如（rú）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（huò）用金屬粉末（或金屬（shǔ）粉末與非金（jīn）屬粉末的（de）混合物）作（zuò）為原料，經過成形和燒（shāo）結，製造金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工（gōng）藝技術。

工藝基本流程：

優點：

1、絕大（dà）多（duō）數難熔金屬及其化（huà）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、不會給材料任（rèn）何汙染，有可能製取高純度的材料。

4、粉末冶金法能（néng）保證材料成分配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生（shēng）產同一形狀（zhuàng）而數量多的（de）產（chǎn）品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有批量的情況（kuàng）下要考慮 零件（jiàn）的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金技（jì）術可以直（zhí）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（tū）輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡（jiǎn）稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增（zēng）塑混合料注（zhù）射於模型中的成形方法。它是先將（jiāng）所選粉末與（yǔ）粘結劑進行混合，然後將混合料進行製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（tè）加工步驟（混合、成型、脫脂和（hé）燒結）來實現零（líng）部件的生產，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（yī）次成型負責零件；

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。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核心隻有加入一定量的粘接劑，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（xíng）狀。

▌ 金屬（shǔ）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鑄（zhù）件的質量（liàng）。

半固態成型可分為流（liú）變成型和（hé）觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）