各（gè）種（zhǒng）金（jīn）屬材料的成形工（gōng）藝大全

材料成形方法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（cái）料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家來看看各種金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液態金屬澆（jiāo）注到與零（líng）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，通常稱為金屬液態成形（xíng）或鑄造（zào）。

工藝流程（chéng）：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可（kě）生產形狀任意複雜的製件，特（tè）別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受（shòu）限製。

3、材（cái）料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品（pǐn）率高、表麵質量較低、勞動條件差。

鑄造（zào）分類 ：

（1）砂型鑄（zhù）造（sand casting）

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

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術（shù）特點（diǎn）：

1、適（shì）合（hé）於（yú）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（chéng）本低；

3、對於某些塑性很差的材料（liào），如鑄鐵（tiě）等，砂（shā）型鑄造是（shì）製造其零件或，毛坯的唯（wéi）一的成形工藝。

應用：汽（qì）車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模（mó）鑄（zhù）造(investmentcasting)

熔模（mó）鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣，在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，再將（jiāng）模樣熔化排出型殼，從而獲得（dé）無分型麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒後即可填砂澆（jiāo）注的（de）鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝（yì）流程

優點：

1、尺寸精度和幾何（hé）精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄（zhù）造外（wài）型複雜的鑄件，且鑄造（zào）的合（hé）金不受限（xiàn）製。

缺點：工序繁雜，費用較高

應用：適用於生產形（xíng）狀複雜（zá）、精度要（yào）求（qiú）高、或很（hěn）難進行其它加工的小型（xíng）零件，如渦輪發動機的（de）葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利用高壓將金屬液（yè）高速壓入一（yī）精（jīng）密金屬模（mó）具型腔內（nèi），金屬液在壓力作用下冷卻凝固（gù）而形成鑄件。

工藝流（liú）程：

優點：

1、壓鑄時金屬（shǔ）液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸穩定，互換性（xìng）好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次（cì）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（zhèn）動的情況下工作；

3、高熔點合（hé）金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產的（de）擴大。

應用（yòng）：壓鑄件最先應用在汽車工（gōng）業和儀（yí）表工業，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（yè）、計算機、醫療器械、鍾表、照相機和日用五金等多個行業。

（4）低（dī）壓鑄造(low pressure casting)

低（dī）壓鑄造：是指使（shǐ）液體金（jīn）屬（shǔ）在較（jiào）低壓力（lì）(0.02～0.06MPa)作用下充填（tián）鑄型，並在壓力下結晶以形成（chéng）鑄件的（de）方法.。

技術特點：

1、澆注時的壓力和（hé）速度可以調（diào）節，故可適用於各種不（bú）同鑄型（xíng）（如（rú）金屬（shǔ）型、砂型等），鑄（zhù）造各種合金及各種大小的（de）鑄（zhù）件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺（jiàn）現象，可避免卷入氣體及對型（xíng）壁（bì）和（hé）型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

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

4、省去補縮冒口，金（jīn）屬利用率提高（gāo）到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自（zì）動化。

應用：以（yǐ）傳統產品為主（氣缸（gāng）頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造（zào）(centrifugal casting)

離心鑄造（zào）：是將（jiāng）金屬液澆入（rù）旋轉的鑄型中，在離心力（lì）作（zuò）用下填充鑄型而凝固成形的（de）一種鑄造方法。

優點：

1、幾乎不存（cún）在（zài）澆注係統和冒口係統的金屬消耗，提高工藝（yì）出品率（lǜ）；

2、生（shēng）產中空鑄件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件（jiàn）時可大幅度地（dì）改善金屬充型（xíng）能力；

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

4、便（biàn）於製造筒、套類複合金屬鑄件。

缺（quē）點：

1、用於生產異形鑄件時（shí）有一定的（de）局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔（kǒng）表麵比較粗糙（cāo），質量（liàng）較差，加工餘量大；

3、鑄件易產（chǎn）生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽（qì）車等行業中均采（cǎi）用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其（qí）中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套（tào）和軸（zhóu）套等鑄（zhù）件的生產最為普（pǔ）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得鑄件的一種成型方法。

優點:

1、金屬（shǔ）型的熱導率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型（xíng）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，並且（qiě）質量穩定性好（hǎo）。

3、因不（bú）用和很少用（yòng）砂芯，改善環（huán）境、減少粉塵和有害氣體、降（jiàng）低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導出（chū）型腔中的空氣和砂芯（xīn）所產生的氣體（tǐ）；

2、金屬型（xíng）無退讓性，鑄（zhù）件凝固時容易產生裂紋；

3、金屬型製（zhì）造周期較長，成本較高。因此隻有在大量成批生產時，才能顯示出（chū）好的經濟效果。

應用：

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

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過（guò）在（zài）壓鑄過程中（zhōng）抽除壓鑄模具型腔（qiāng）內的氣（qì）體而消（xiāo）除或顯著減少壓（yā）鑄件內的氣孔和溶（róng）解氣體（tǐ），從（cóng）而提高壓鑄（zhù）件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工（gōng）藝。

優點：

1、消除或減少（shǎo）壓鑄件內部的氣孔，提高（gāo）壓鑄件（jiàn）的機械性能和表麵質量（liàng），改善鍍覆性能;

2、減少型腔的（de）反壓力，可使用較低（dī）的比壓（yā）及鑄造性能較差的（de）合金，有可能用小機器（qì）壓鑄較大的鑄件;

3、改善了（le）充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點（diǎn）：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本較（jiào）高;

2、 真空壓鑄法（fǎ）如控製不當，效（xiào）果就不（bú）是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠（jǐ）壓鑄造：是使液態（tài）或半固態金屬在（zài）高壓下凝固、流（liú）動成形，直接獲得製件或（huò）毛（máo）坯的方法（fǎ）。它具有液態金屬利用率高、工序簡（jiǎn）化和質（zhì）量穩定等優（yōu）點，是一種節能型的、具（jù）有潛在應用前景的（de）金屬（shǔ）成形技術。

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

間接擠壓鑄造：噴塗料、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分（fèn）模、毛坯脫模、複位。

技術特點：

1、可消除內部的（de）氣孔、縮孔和縮鬆等（děng）缺陷；

2、表麵粗糙度低（dī），尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械化、自動化。

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

（9）消失模（mó）鑄（zhù）造（Lost foam casting ）

消失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石（shí）蠟（là）或泡（pào）沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並（bìng）烘幹後（hòu），埋在幹石英砂中振動造型，在負壓下（xià）澆注，使模型氣化，液體（tǐ）金屬占據模（mó）型位置，凝固冷卻後形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（diǎn）：

1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加工時間；

2、無分型麵，設計靈（líng）活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降（jiàng）低投資和生產成本。

應用：

適合（hé）成產結構（gòu）複雜的各（gè）種大小（xiǎo）較精（jīng）密鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如（rú）灰鑄鐵發（fā）動機箱（xiāng）體、高錳鋼彎（wān）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（zuò）結晶器（qì）的特殊金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件（jiàn），連續不（bú）斷（duàn）地從結晶器的另一端（duān）拉出，它（tā）可獲得任意長或特定的長度（dù）的鑄件。

技術特點：

1、由於金（jīn）屬被迅速（sù）冷（lěng）卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高（gāo）收得率；

3、簡化了工序，免除（chú）造型及其（qí）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（lǜ）。

應用（yòng）：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金（jīn）、鋁合金、鎂合金等斷麵（miàn）形狀（zhuàng）不變的長鑄件，如（rú）鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 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來加工製件的少切削或無切削的工藝方法。它的（de）種類有很多，主（zhǔ）要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

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

根據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛或者（zhě）水壓機上，利用簡單（dān）的工具將金屬錠或者塊料錘成所（suǒ）需要形狀和尺寸的加工方（fāng）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（tōng）過專（zhuān）用設備碾環（huán）機生產不同直徑的（de）環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車（chē）車輪等輪形零（líng）件（jiàn）。

特種鍛（duàn）造：包括輥（gǔn）鍛、楔橫軋、徑向（xiàng）鍛造、液態（tài）模鍛等鍛造方式，這些方式都比較適用（yòng）於（yú）生產某些特殊形狀的零（líng）件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切（qiē）邊（biān）→衝孔→矯正→中間檢（jiǎn）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（néng）承受大的衝擊力（lì）作用，塑（sù）性、韌性和其他（tā）方麵的力（lì）學性能也都比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約原材料（liào），還能縮（suō）短加工工時。

3、生產效率高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產，靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪（lún）、護環，巨大的水壓機工作缸和立（lì）柱，機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連（lián）杆等。

（2）軋製

軋製：將（jiāng）金屬坯料通過一對旋轉軋輥的（de）間隙（各種形狀），因受軋輥的壓（yā）縮成型軋製使材料截麵減小，長度增（zēng）加的壓力加工方法。

軋製分（fèn）類：

按軋件運動（dòng）分有（yǒu）：縱軋、橫軋、斜軋。

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

橫軋：軋件（jiàn）變形後（hòu）運動方向與軋輥軸線（xiàn）方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

應用：

主要（yào）用在金（jīn）屬材料型材，板（bǎn），管材等 ，還有一些非金屬材料比如塑料製品及玻（bō）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擠出使之橫截麵積減小長度增加，成為所需製品的加工方法叫擠壓，坯（pī）料（liào）的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓（yā）前準（zhǔn）備→鑄棒加熱→擠壓→拉（lā）伸扭（niǔ）擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人（rén）工時效→包裝

優點：

1、生產範圍廣，產品規格（gé）、品種多；

2、生產靈活性大，適合小批量生產；

3、產品尺（chǐ）寸（cùn）精度高（gāo），表麵質量好；

4、設備投資（zī）少（shǎo），廠（chǎng）房麵（miàn）積（jī）小，易實現自動化生產。

缺（quē）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、深孔、薄（báo）壁、異型斷麵零（líng）件。

（4）拉拔

拉拔：用（yòng）外力作用於（yú）被拉金屬的前端，將金（jīn）屬坯料從小於坯料斷麵的模孔中拉出，以獲得（dé）相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性（xìng）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（diǎn）：

1. 道次變形量與兩次退火（huǒ）間的總變形量有限；

2. 長度受限製。

生產適用範（fàn）圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線材的主要加工方（fāng）法。

（5）衝（chōng）壓

衝壓（yā）：是靠（kào）壓力機和模具對板（bǎn）材、帶（dài）材、管材和型材（cái）等施加外力（lì），使之產生（shēng）塑性變形（xíng）或分離，從而（ér）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、可得到輕量（liàng）、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大量（liàng）生產、成本低（dī）。

3、可得到（dào）品質均一（yī）的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回（huí）收性良好 。

適用（yòng）範圍：

全世界（jiè）的鋼材中，有60～70%是（shì）板材，其中大部（bù）分經過（guò）衝（chōng）壓製成成（chéng）品。汽車的（de）車身、底（dǐ）盤（pán）、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的（de）鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀（yí）器儀表、家用電器、自行車、辦公機械（xiè）、生活器皿等產（chǎn）品中，也有大量（liàng）衝壓件（jiàn）。

▌ 機加工

機加工：是在在零件生（shēng）產過程中，直接用刀（dāo）具在毛（máo）坯（pī）上切除多餘金屬層厚度，使之或（huò）者圖（tú）紙要求的尺寸精度、形（xíng）狀（zhuàng）和位置相互精度、表麵質（zhì）量等技（jì）術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接

焊接：也稱（chēng）作（zuò）熔接,鎔接是一種以加熱、高溫或者（zhě）高壓的方式接合金屬或其他熱塑性（xìng）材料如塑料（liào）的製（zhì）造工藝及技術（shù）。

▌ 粉末（mò）冶金

粉末冶金：是製取金屬或用（yòng）金屬粉末（或（huò）金屬粉末與非金屬粉（fěn）末的混合物）作為原料，經過成形和燒結（jié），製造金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技術。

優點（diǎn）：

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（zào）。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不（bú）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（pèi）比的正確（què）性和均勻性。

5、粉末冶（yě）金適宜於生產同（tóng）一（yī）形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有（yǒu）批量的（de）情況下要考慮（lǜ） 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金技術可以直接製成（chéng）多孔、半致密或全致密材料和製品，如（rú）含（hán）油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型

MIM (Metal injection Molding )：是金（jīn）屬注（zhù）射成形的簡（jiǎn）稱。是（shì）將金屬粉末與其粘結劑的增（zēng）塑混合料注射於模型中的成（chéng）形方法。它是先將所選粉末與粘結劑（jì）進行（háng）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（chéng）分為四個獨特（tè）加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件（jiàn）的（de）生產，針對（duì）產品特性（xìng）決定是否需要進（jìn）行（háng）表麵處理。

技術特（tè）點：

1、一次（cì）成型負責零（líng）件（jiàn）；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於（yú）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（xīn）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（wéi）持坯塊的基本形狀。

▌ 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鑄件的質量。

半固態成型可分為流（liú）變（biàn）成型和觸變成型。

(1)流（liú）變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）

技術特點：

1、減少液（yè）態成型缺陷，顯著提高質量和可靠性；

2、成型（xíng）溫度比全液態成型溫度低，大大減少對模具的熱（rè）衝擊（jī）；

3、能製造常規液態成型方法不可能製造的合金；

應用：

目前已成功用於主缸、轉向係（xì）統零件（jiàn）、搖臂、發動機活塞、輪轂、傳動係統零件、燃油係統零件和空調零件等（děng）製造（zào）等航空、電子以及消費品等（děng）方麵。