​​各種金（jīn）屬材料（liào）的（de）成形工藝大全

材料成形方法是零件（jiàn）設計的重要內容，也是製造者們極度關（guān）心（xīn）的問題，更是材（cái）料加工過（guò）程中的關鍵因素，今天就帶大家來（lái）看看各種金屬成形工藝（yì）。

▌ 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（zhōng），待（dài）其冷卻凝固，以獲得毛坯或（huò）零件的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。

工（gōng）藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝（yì）特點：

1、可生產形狀任意（yì）複雜的製件，特別是內腔形狀複（fù）雜的製件。

2、適應性強，合（hé）金種（zhǒng）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，設備投資低。

4、廢品率高（gāo）、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（shā）型中生（shēng）產鑄件的鑄造方法。鋼（gāng）、鐵（tiě）和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形（xíng）狀（zhuàng）複雜，特（tè）別是具有（yǒu）複雜內腔的毛坯；

2、適（shì）應性廣，成本低；

3、對（duì）於某些塑性很差的材（cái）料，如鑄鐵（tiě）等，砂型鑄造是製造其（qí）零（líng）件或，毛坯的唯（wéi）一的成形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣（qì）缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模（mó）鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通（tōng）常是指在易（yì）熔材料製成模樣，在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成（chéng）型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型（xíng）麵的鑄型，經高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄造（zào）方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄（zhù）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、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序繁（fán）雜，費用較高

應用：適用於生產（chǎn）形狀複雜、精度要（yào）求高、或很難進（jìn）行其它（tā）加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利用高壓將金屬液高速壓入一精密（mì）金屬模具型腔內，金屬液在（zài）壓（yā）力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝（yì）流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流（liú）速快

2、產品質量好（hǎo），尺（chǐ）寸穩定，互換（huàn）性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適（shì）合（hé）大批大量生產，經濟效益（yì）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，不（bú）宜在（zài）衝（chōng）擊載荷及（jí）有震動的情況（kuàng）下（xià）工作；

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響（xiǎng）壓鑄生（shēng）產的擴大。

應用（yòng）：壓鑄件最先應用在汽車工業和儀表工業，後來逐步擴（kuò）大到各個行業，如農業機（jī）械、機床工（gōng）業、電子工業、國防（fáng）工業、計算機、醫療器械、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（tián）鑄（zhù）型，並在壓力下結晶以形成鑄件的方法.。

技術特點：

1、澆注時的（de）壓力和速度可以（yǐ）調節，故可適用於（yú）各（gè）種不同鑄型（xíng）（如金屬型、砂型等），鑄造各種合（hé）金及（jí）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（kě）避（bì）免卷入氣體及（jí）對（duì）型壁和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄（zhù）件在壓力下（xià）結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表麵光潔，力（lì）學性能（néng）較（jiào）高（gāo），對於大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高（gāo）到90～98%；

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

應用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離（lí）心鑄造(centrifugal casting)

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

優點：

1、幾乎（hū）不存（cún）在澆注係統和冒口係（xì）統的（de）金屬消耗，提高工藝出（chū）品率；

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

3、鑄件致（zhì）密度（dù）高，氣（qì）孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製（zhì）造筒、套（tào）類複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄（zhù）件時有一定的局限性；

2、鑄件內（nèi）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（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（yě）金、礦山、交（jiāo）通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中（zhōng）尤以離心鑄（zhù）鐵管、內燃機（jī）缸套和軸套等鑄件的生產最為（wéi）普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬（shǔ）型鑄造：指液（yè）態金屬在重力作用下充填金屬（shǔ）鑄（zhù）型並在型中冷卻凝固而獲（huò）得鑄件的一種成（chéng）型方（fāng）法（fǎ）。

優點（diǎn）:

1、金（jīn）屬型的熱導（dǎo）率和熱容量大，冷卻速（sù）度快，鑄件組織致密，力學（xué）性能比砂型鑄件高15%左右。

2、能獲（huò）得（dé）較高尺寸精度（dù）和較低（dī）表麵粗糙度值的鑄件，並（bìng）且質量穩定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改善（shàn）環（huán）境、減少粉塵和有害（hài）氣體、降低勞動強度（dù）。

缺（quē）點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的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（jiào）高。因此隻有在大量（liàng）成批生產時，才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬型鑄造既適用於大批量（liàng）生產形狀（zhuàng）複（fù）雜的鋁合金、鎂合（hé）金等非鐵合金鑄件（jiàn），也（yě）適（shì）合於生（shēng）產鋼鐵金屬的鑄件（jiàn）、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在（zài）壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的（de）氣體（tǐ）而消除（chú）或顯著減少壓鑄件（jiàn）內的氣孔和溶解氣體，從而提高壓鑄（zhù）件（jiàn）力學性能和表麵質量的（de）先（xiān）進壓鑄工藝。

優點：

1、消除或減少（shǎo）壓鑄件內部的氣孔，提高壓鑄件的機（jī）械性能和表（biǎo）麵質量，改善鍍覆性能;

2、減（jiǎn）少（shǎo）型腔的反壓力，可使用（yòng）較低的比壓（yā）及鑄造性能較（jiào）差（chà）的合金，有可能用小機器壓鑄較大的鑄（zhù）件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件（jiàn）;

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、 真空壓鑄法如控製不（bú）當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液（yè）態或半固（gù）態金屬在高壓下凝固、流動成形（xíng），直接獲（huò）得製件（jiàn）或毛坯的方法。它具有液態金屬利用率高、工序簡化（huà）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屬（shǔ）成形技術。

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

間接（jiē）擠壓鑄造：噴（pēn）塗料（liào）、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄（xiè）壓，分模、毛坯脫（tuō）模（mó）、複位。

技術特點：

1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防（fáng）止鑄造裂紋的產生；

4、便於（yú）實現機械化（huà）、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、銅合金、球墨鑄（zhù）鐵等

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄（zhù）造（zào）（又稱實型鑄造（zào））：是將與鑄件（jiàn）尺寸形（xíng）狀相似的石（shí）蠟或泡沫模型粘（zhān）結組合成模型簇，刷塗（tú）耐火塗料並烘（hōng）幹後，埋在幹石英砂中振動造型，在（zài）負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬（shǔ）占據模（mó）型位置，凝固冷卻後形成鑄（zhù）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（xīn），減（jiǎn）少了加工時間；

2、無分型麵，設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成（chéng）本。

應用：

適合（hé）成產結構複雜的各（gè）種大（dà）小較精密鑄件（jiàn），合金種類不限，生產批量不（bú）限。如灰鑄鐵發動機箱體、高（gāo）錳鋼彎管等（děng）。

（10）連續鑄造（continual casting）

連（lián）續鑄造：是一種（zhǒng）先進的鑄造方法，其原理是（shì）將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的（de）特殊（shū）金屬型中（zhōng），凝固（gù）（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（de）長度的鑄件。

技術特點：

1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

3、簡（jiǎn）化了（le）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（shǎo）；

4、連續鑄造生產（chǎn）易於實現機械化和自動（dòng）化，提高生產效率。

應用：

用連續（xù）鑄（zhù）造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形狀不變（biàn）的長（zhǎng）鑄件，如鑄錠、板（bǎn）坯、棒坯（pī）、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（xià）來加工製件的少切削或（huò）無切削（xuē）的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛（duàn）造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓（yā）等。

（1）鍛造（zào）

鍛造：是一種利（lì）用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變（biàn）形以（yǐ）獲得具有（yǒu）一定機械性能、一定形狀和尺（chǐ）寸鍛件（jiàn）的加工方法。

根（gēn）據（jù）成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾（niǎn）環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用簡（jiǎn）單的工具將金屬錠（dìng）或（huò）者塊料錘成所需要形狀和尺寸的加（jiā）工方法。

模鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力（lì）機上利用模具（jù）來成形的。

碾環：指通過專用設備碾環機生產不同直徑的環形零件（jiàn），也用來生產汽車輪轂、火（huǒ）車車輪（lún）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（zào）方（fāng）式，這些方式都比較（jiào）適用於生（shēng）產某些特殊形狀的零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間（jiān）檢驗（yàn）→鍛件熱處理→清理→矯正→檢查（chá）

技術特（tè）點：

1、鍛件質量比鑄（zhù）件高能承受大的衝擊力作用，塑（sù）性、韌性和其他方麵的力學性能也都比鑄件（jiàn）高甚（shèn）至（zhì）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。

4、自由鍛造適合於單件（jiàn）小批量（liàng）生產，靈活性比（bǐ）較大。

應用：

大型軋鋼機的（de）軋輥（gǔn）、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護環（huán），巨大的水壓機工作缸和立柱，機車軸，汽車和（hé）拖拉機的曲（qǔ）軸、連杆等。

（2）軋（zhá）製

軋製：將金屬坯料通過一對（duì）旋轉軋輥的間（jiān）隙（各種（zhǒng）形狀），因受軋（zhá）輥的壓縮成型（xíng）軋製使（shǐ）材料截麵減小，長（zhǎng）度增加的壓（yā）力（lì）加工方法。

軋（zhá）製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫（héng）軋、斜軋。

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

橫軋：軋件變（biàn）形後運動方向與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動（dòng），軋件（jiàn）與軋（zhá）輥軸線非特角。

應用：

主要用在金屬材料型材，板，管（guǎn）材等（děng） ，還（hái）有一些（xiē）非金屬（shǔ）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（yā）應力作用下，從模具的孔口或縫隙擠（jǐ）出使之橫截麵積減小長（zhǎng）度增加，成（chéng）為所需製品的加工方法叫擠壓，坯料的這種加（jiā）工叫擠壓成型。

工藝流程（chéng）：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸（shēn）扭擰校直→鋸切（定（dìng）尺）→取樣檢（jiǎn）查→人工時效→包裝

優點（diǎn）：

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、產品尺寸精度高，表麵質量（liàng）好；

4、設備投資少，廠房麵積小，易實（shí）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（sǔn）耗大，成本高（gāo）。

生產（chǎn）適用範圍：主要用於製造（zào）長（zhǎng）杆、深孔、薄壁、異（yì）型斷麵（miàn）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（duàn）麵的模孔中拉出，以獲得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（chǐ）寸精確，表（biǎo）麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的長製（zhì）品（pǐn）。

缺點：

1. 道次變形量與兩次退（tuì）火間的總變形（xíng）量有限；

2. 長度受限製。

生產（chǎn）適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及線（xiàn）材的（de）主要加工方法（fǎ）。

（5）衝壓

衝壓：是靠（kào）壓力機（jī）和模具對板材、帶（dài）材、管材和型材等施加外（wài）力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技（jì）術特點：

1、可（kě）得（dé）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、可得到品質均一（yī）的製品。，

4、材料利用率高、剪（jiǎn）切性及回收性良好 。

適用範圍：

全世界的（de）鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽（qì）車的車身、底盤、油箱、散熱器（qì）片（piàn），鍋爐的汽包，容（róng）器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器（qì）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（dà）量衝壓件。

▌ 機加（jiā）工

機加工：是在在零件生（shēng）產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層（céng）厚度，使之或者圖紙要求（qiú）的尺（chǐ）寸精度、形狀和位置相互精（jīng）度、表麵質量（liàng）等（děng）技術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接

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

▌ 粉末冶金

粉末冶金：是製取（qǔ）金屬或用（yòng）金屬粉末（或金屬粉末與（yǔ）非金屬粉末的混合（hé）物）作為原料，經過成形和燒（shāo）結，製造金屬材料、複合材料以及各種類（lèi）型製品的工藝技術。

優點：

1、絕大多數（shù）難熔金屬（shǔ）及其化合物、假合金（jīn）、多孔（kǒng）材（cái）料隻能用粉末冶金方法來製造。

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（de）材料。

4、粉末冶金法能保（bǎo）證（zhèng）材料成分（fèn）配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產同一（yī）形狀而數（shù）量多（duō）的產品，能大大降低生產（chǎn）成本。

缺點：

1、在沒有批（pī）量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相（xiàng）對來（lái）說要高出鑄造模具。

生產（chǎn）適用範圍：

粉（fěn）末冶金（jīn）技術可以直接製成多孔、半致密（mì）或全致密材料和製品（pǐn），如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型（xíng）

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（sù）混合料注射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，然後將混（hún）合料進行製粒再注射成形所需要的形狀（zhuàng）。

MIM工（gōng）藝流程：

MIM流程分為四個獨特（tè）加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要進行表麵（miàn）處（chù）理。

技術特點：

1、一次成型負責零件；

2、製件表麵質量好（hǎo）、廢品率低、生（shēng）產效率高、易於實現自動（dòng）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。

▌ 金屬半（bàn）固態（tài）成型

半固態成型：利用（yòng）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（xíng）可分為流變（biàn）成型和觸變成型。

(1)流變成（chéng）型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）

技術特點：

1、減少液（yè）態成型缺（quē）陷（xiàn），顯著提高質（zhì）量和可靠性；

2、成型溫度（dù）比（bǐ）全液態成型溫度低，大大減少對模具的熱（rè）衝（chōng）擊；

3、能製造常規液態成型方法不可能（néng）製造（zào）的合金；

應用（yòng）：

目前已成功用於主缸、轉（zhuǎn）向（xiàng）係統零件、搖臂、發動機活塞、輪轂、傳動（dòng）係統零件、燃油係（xì）統零件和空調零件等製造等航空（kōng）、電子以及消費品等方麵。