各（gè）種（zhǒng）金屬材料的成形工藝大全

材（cái）料（liào）成形方法（fǎ）是零件設計的重（chóng）要（yào）內容，也是製造者們極（jí）度（dù）關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天就（jiù）帶大家來看看各（gè）種金屬（shǔ）成形（xíng）工藝（yì）。

▌ 鑄造

液態金屬澆注到與零件（jiàn）形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻（què）凝固，以獲（huò）得毛坯或零件的生產方（fāng）法，通常稱為金屬液態成形或鑄造（zào）。

工藝流（liú）程（chéng）：液體金屬→充（chōng）型→凝固收縮→鑄件

工（gōng）藝特點（diǎn）：

1、可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（xìng）強，合（hé）金種類不受限製，鑄件大（dà）小幾（jǐ）乎不（bú）受限（xiàn）製。

3、材料來源廣，廢品可重（chóng）熔，設備投資低。

4、廢（fèi）品率高、表麵質量較低、勞動條件差。

鑄造分（fèn）類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中（zhōng）生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得（dé）。

工藝流程：

砂型鑄造工（gōng）藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是（shì）具有（yǒu）複雜（zá）內腔（qiāng）的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於（yú）某些（xiē）塑性很差的材料，如鑄（zhù）鐵等，砂型鑄造是製造其零件或（huò），毛坯的唯一的成形工藝（yì）。

應用：汽（qì）車的發動機（jī）氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造（zào）(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣，在模樣（yàng）表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼，再將模（mó）樣熔化排出型（xíng）殼，從而獲得無分型（xíng）麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒（shāo）後（hòu）即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺寸精度和幾何精（jīng）度高；

2、表麵粗糙度（dù）高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合（hé）金不（bú）受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

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

（3）壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利用（yòng）高壓將金（jīn）屬液高速壓入一精密金屬模具型腔（qiāng）內，金屬液在壓力（lì）作用下冷卻凝固而形成鑄件（jiàn）。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬（shǔ）液體承受壓力高，流速快

2、產品（pǐn）質量好，尺寸穩（wěn）定，互換性好；

3、生產效率高，壓（yā）鑄（zhù）模使用次數多；

4、適合大（dà）批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細（xì）小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄（zhù）件（jiàn）塑性低，不宜在衝（chōng）擊載荷及有震動的情況下工作；

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：壓鑄件最先應用（yòng）在汽車工業和儀表（biǎo）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、計（jì）算機、醫療器械（xiè）、鍾表（biǎo）、照相機和日用（yòng）五金等多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓（yā）鑄造：是指使液體（tǐ）金（jīn）屬在較低（dī）壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填（tián）鑄型，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）壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（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，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的衝（chōng）刷，提高了鑄件的合格率（lǜ）；

3、鑄件在壓力下結（jié）晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表麵光潔，力學性（xìng）能較高，對於大（dà）薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮（suō）冒口，金屬利用率（lǜ）提高到90～98%；

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

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（zhù）型而凝固成形的一種鑄（zhù）造方（fāng）法。

優點：

1、幾乎不（bú）存在澆注（zhù）係統和冒口係統的金屬消耗，提（tí）高工藝出（chū）品率；

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

3、鑄件致密度（dù）高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製（zhì）造筒、套類複合（hé）金屬鑄件（jiàn）。

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定（dìng）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、鑄件易產生比（bǐ）重偏析。

應用：

離（lí）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、汽車等行（háng）業中均采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管（guǎn）、內燃機缸套和軸套等鑄件（jiàn）的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液（yè）態金屬在重力作用下充填（tián）金屬鑄型並在型中冷（lěng）卻（què）凝（níng）固而獲得鑄件的一種成型方法。

優點:

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

2、能獲得較高尺寸精度和較（jiào）低表麵粗（cū）糙度值的鑄（zhù）件（jiàn），並且質量穩定（dìng）性（xìng）好。

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

缺點：

1、金屬型（xíng）本身無透氣性，必須采用一定的（de）措施導出型腔中的空（kōng）氣（qì）和砂芯所產生的氣體；

2、金屬型無退讓性（xìng），鑄件凝固時（shí）容易產（chǎn）生裂（liè）紋；

3、金屬型製造周期較長，成本較高。因此隻（zhī）有在大量成批生（shēng）產時，才能顯（xiǎn）示（shì）出好的經濟效果。

應用：

金（jīn）屬型鑄造既適用於大批量生產形狀複雜的鋁（lǚ）合金、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）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內（nèi）的氣體（tǐ）而消除或顯著減（jiǎn）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量的先進壓鑄工藝。

優點：

1、消除或減少壓鑄（zhù）件內部的氣孔，提高壓鑄（zhù）件的機械性能和表麵質量，改善鍍覆（fù）性能（néng）;

2、減少型腔的（de）反壓（yā）力，可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用（yòng）小機器壓鑄較大（dà）的鑄件;

3、改善了充填條（tiáo）件，可壓鑄較薄的（de）鑄件;

缺點（diǎn）：

1、模具密封（fēng）結構複（fù）雜，製造（zào）及（jí）安裝（zhuāng）較（jiào）困難，因而成本較高;

2、 真空壓鑄法如（rú）控（kòng）製不當，效果就不是很顯著。

（8）擠（jǐ）壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲（huò）得製件或毛坯的方法。它具（jù）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、具有潛在應用前景（jǐng）的金屬成形技術。

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（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（chú）內部的氣孔、縮孔和（hé）縮鬆（sōng）等缺陷（xiàn）；

2、表麵（miàn）粗糙度低，尺寸精度（dù）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：可用於生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金（jīn）、銅合金、球墨鑄鐵等

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消（xiāo）失模鑄造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀（zhuàng）相似的石（shí）蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹（gàn）後（hòu），埋（mái）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，凝固冷卻後形成鑄件的（de）新型鑄造（zào）方法（fǎ）。

工藝流程：預發泡→發泡成型→浸塗（tú）料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特點：

1、鑄件（jiàn）精度高，無砂芯，減少了（le）加工（gōng）時間；

2、無分型麵，設計靈活，自（zì）由度高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結（jié）構複雜的各種大小較精密（mì）鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發動機箱（xiāng）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（lǐ）是將熔融的金屬（shǔ），不（bú）斷澆（jiāo）入一種叫做結晶器的特殊金屬型（xíng）中，凝固（結殼）了的（de）鑄件，連續不斷地從結晶（jīng）器的另一端拉出（chū），它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。

技術特點：

1、由於金屬被迅（xùn）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（shōu）得率；

3、簡化了工序，免除造型（xíng）及其它工（gōng）序，因而減（jiǎn）輕了勞（láo）動（dòng）強度；所需生產麵積也大為減少；

4、連續鑄造生產易於實現（xiàn）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、鐵、銅合金（jīn）、鋁合金、鎂合金（jīn）等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑（sù）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（zhì）件的少切削或無切削（xuē）的（de）工藝方法。它的種類有很多，主要包（bāo）括鍛造、軋製、擠壓（yā）、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是一（yī）種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力（lì），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（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。

自由鍛造：一般是在錘鍛或（huò）者水（shuǐ）壓機上（shàng），利用簡單的（de）工具將金（jīn）屬錠或者塊料錘成所需要形狀和尺寸的加工方（fāng）法（fǎ）。

模鍛：是（shì）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。

特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造（zào）、液（yè）態（tài）模鍛等鍛（duàn）造方式，這些方式都比較適用於生產某些特殊形狀的（de）零件。

工藝流程：鍛坯加熱→輥（gǔn）鍛備坯→模鍛成形→切邊（biān）→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件（jiàn）熱處理→清理（lǐ）→矯正→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄（zhù）件高能承受大的衝擊力作用，塑性（xìng）、韌性和其他方麵的（de）力（lì）學（xué）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（gōng）工時。

3、生產（chǎn）效（xiào）率高例。

4、自由鍛造適合於單件小批量生產（chǎn），靈活性比較大。

應用：

大型軋鋼機的（de）軋輥、人字齒（chǐ）輪，汽輪發電機組的轉子、葉（yè）輪、護環，巨大的水壓機工作缸和立柱，機車軸，汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成（chéng）型軋製使材料（liào）截麵減小（xiǎo），長度增加的壓力加工方（fāng）法。

軋（zhá）製分類（lèi）：

按軋件運動分有：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（shēng）塑性變形的過程。

橫軋：軋件變形後運動方（fāng）向與軋輥軸線方向一致（zhì）。

斜軋：軋件作螺（luó）旋運動，軋件與（yǔ）軋輥軸線非特角。

應用：

主要用在金屬材料型材，板，管材（cái）等 ，還有一些非金屬材料比（bǐ）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擠出使之橫截麵積減小（xiǎo）長度增加，成為所需製品的（de）加工方法叫擠壓，坯料（liào）的這種加工叫擠壓成型。

工藝流（liú）程：

擠壓前（qián）準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣（yàng）檢（jiǎn）查→人工時（shí）效→包裝

優點（diǎn）：

1、生產範圍廣，產品（pǐn）規格、品種多；

2、生產（chǎn）靈活性大，適合小（xiǎo）批量生產；

3、產品尺寸精度高（gāo），表（biǎo）麵質量好；

4、設備投資（zī）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）動不均勻；

3、擠（jǐ）壓速度低（dī），輔助時間長（zhǎng）；

4、工（gōng）具（jù）損耗大（dà），成本高。

生產適用（yòng）範（fàn）圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁（bì）、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（liào）斷麵的模孔中拉（lā）出，以獲得相應的形狀和尺（chǐ）寸的製品的（de）一種（zhǒng）塑性加工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光（guāng）潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連（lián）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. 長度受限製。

生（shēng）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：是靠壓力機和模具對板材、帶材、管（guǎn）材和型材等施加外力，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（fǎ）。

技術特點：

1、可（kě）得到輕量、高剛性（xìng）之製品。

2、生產性良好，適合（hé）大（dà）量生產、成本低。

3、可得到品質均（jun1）一的製品。，

4、材料利用率高、剪切（qiē）性及回收性（xìng）良（liáng）好 。

適用範圍：

全世界（jiè）的鋼（gāng）材中，有60～70%是（shì）板材，其中大部分經（jīng）過衝壓（yā）製成成品。汽車的（de）車身、底盤、油箱、散熱（rè）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。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公（gōng）機械、生活器皿等產品中，也有（yǒu）大量衝壓件。

▌ 機加工（gōng）

機加工：是在在零件生產過程中，直（zhí）接用刀（dāo）具在毛坯上（shàng）切除多餘金屬層厚度，使之或（huò）者圖（tú）紙要求（qiú）的（de）尺寸精度、形狀和位置（zhì）相互（hù）精度、表麵質量（liàng）等技術要求的（de）加（jiā）工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊（hàn）接

焊接：也稱作熔（róng）接,鎔接是一種以加熱、高溫或者高壓的方（fāng）式接合金屬或（huò）其他熱（rè）塑性（xìng）材料如塑（sù）料的製造工藝及技術。

▌ 粉末冶金

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（mò）（或金屬粉（fěn）末與非金屬粉末（mò）的混合物（wù））作為原料，經過成形和燒結，製造金屬材料、複合（hé）材料以及各種類型製品的（de）工藝技術（shù）。

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（néng）用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成（chéng）本（běn）。

3、不會（huì）給材料任何汙染，有可能製取高純度的材料。

4、粉（fěn）末（mò）冶（yě）金法能保證材料成分配比（bǐ）的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產同一形（xíng）狀而（ér）數量多的產（chǎn）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 零件的大（dà）小。

2、模具費用（yòng）相對來說要高出鑄造模具。

生產適用範圍：

粉末冶金技術可（kě）以直（zhí）接製成多孔、半致密或全致密材料和製品，如含（hán）油軸承（chéng）、齒輪、凸輪、導（dǎo）杆、刀具等。

▌ 金屬注射成（chéng）型

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結（jié）劑的增塑混合料注射於模型中的成形方（fāng）法。它是（shì）先將所選粉末與粘結劑進（jìn）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（chéng）分為四個獨特加工步驟（混合（hé）、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決（jué）定是否需要進行表麵處理。

技術特點：

1、一次成型負責零（líng）件；

2、製件表麵質量（liàng）好、廢品率低、生產效率高（gāo）、易於實（shí）現自動化；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑（jì）是（shì）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狀。

▌ 金屬半固態成型

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

半固態成（chéng）型可分為流（liú）變成型和觸變成型。

(1)流（liú）變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（xíng）（Thixoforming）

技術特（tè）點：

1、減少液態成型缺陷，顯著提高質量和可靠性（xìng）；

2、成型溫度比全液態成型溫度低，大大減少對模（mó）具的熱衝擊；

3、能製（zhì）造常規液態成型方法（fǎ）不可能製造的合金；

應用：

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