​​各種金屬材（cái）料的成形工藝大全

材料成（chéng）形方法是零件設計的重要內（nèi）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（dài）大家來看看各（gè）種金屬成形工藝。

▌ 鑄造（zào）

液態金（jīn）屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻（què）凝固，以獲得（dé）毛坯或零（líng）件的（de）生產（chǎn）方法，通常稱（chēng）為金屬液態成形或鑄造。

工藝流程（chéng）：液體金屬→充型（xíng）→凝固收縮→鑄件

工藝特點（diǎn）：

1、可生產形狀任意複雜的製件（jiàn），特別是內腔形狀複雜的製（zhì）件（jiàn）。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣（guǎng），廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較（jiào）低、勞動條件（jiàn）差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

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

工藝流程（chéng）：

砂型鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜（zá），特別（bié）是具（jù）有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑性很差的材料，如鑄鐵（tiě）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（de）發動機氣缸體（tǐ）、氣（qì）缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

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

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優點：

1、尺（chǐ）寸精度和幾何（hé）精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄（zhù）造外型（xíng）複雜的鑄件，且鑄造的合金不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較（jiào）高

應用：適用於生產形狀複（fù）雜、精度要求高、或很難進行其（qí）它（tā）加工的小型零件，如（rú）渦輪發動（dòng）機（jī）的葉片等（děng）。

（3）壓（yā）力鑄造(die casting)

壓鑄（zhù）：是利用（yòng）高壓將金（jīn）屬液高（gāo）速壓入一精密金屬模具型腔內，金（jīn）屬液在壓力（lì）作（zuò）用下冷卻凝（níng）固而形成（chéng）鑄件。

工藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液（yè）體承受壓力高（gāo），流速快

2、產品質量（liàng）好，尺寸穩定，互換性（xìng）好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產生細（xì）小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載荷及（jí）有震動的（de）情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型（xíng）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業和儀表工業，後來逐步擴大到各個（gè）行業，如農業（yè）機械（xiè）、機床工業、電（diàn）子工（gōng）業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相（xiàng）機和日用五金等多個（gè）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（jié）晶以形成鑄件的方法.。

技術特點：

1、澆注時的壓力和速度可以（yǐ）調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬（shǔ）型、砂型等（děng）），鑄（zhù）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（xíng）壁和型芯的（de）衝刷（shuā），提高了鑄（zhù）件的合（hé）格率；

3、鑄件在壓力（lì）下結晶，鑄件組織致密（mì）、輪廓清晰、表麵光潔（jié），力（lì）學（xué）性能較高，對（duì）於大薄（báo）壁（bì）件的鑄造尤（yóu）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（qiáng）度（dù）低，勞動條件（jiàn）好，設備簡易，易實現機械化和自（zì）動化。

應用：以傳統產品（pǐn）為主（氣缸頭（tóu）、輪轂、氣缸架（jià）等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

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

優（yōu）點：

1、幾乎（hū）不（bú）存在澆注（zhù）係統和（hé）冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

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

3、鑄（zhù）件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製造筒、套（tào）類複合金屬鑄件。

缺點（diǎn）：

1、用於生產異（yì）形鑄件時有一定的局（jú）限性；

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

3、鑄件（jiàn）易產生比重偏析。

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（guàn）機械、航空、國防、汽車等行業中均采用（yòng）離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及（jí）非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃（rán）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（jīn）屬型鑄造：指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄型並在（zài）型中冷卻（què）凝固而（ér）獲得鑄件的一種成型方法（fǎ）。

優（yōu）點:

1、金屬型的熱導率和（hé）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（jiàn）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，並且質量穩定性好（hǎo）。

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

缺點：

1、金屬型本（běn）身無透氣性（xìng），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（tuì）讓性，鑄件凝固時容易產生裂紋；

3、金屬（shǔ）型製造周（zhōu）期較長，成本較高。因此隻有在大量成批生產（chǎn）時，才能顯示出好的經濟效果。

應用：

金屬（shǔ）型鑄造既適用於大批量生（shēng）產（chǎn）形狀複雜的鋁合金、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（děng）。

（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（jù）型腔內的氣（qì）體而消除或顯著減（jiǎn）少壓（yā）鑄件內的氣孔和溶解氣（qì）體，從而提高壓鑄件力（lì）學性能和表麵（miàn）質量（liàng）的先（xiān）進壓鑄工藝。

優點：

1、消除或減少壓鑄件內部的氣孔，提高（gāo）壓鑄件的機（jī）械性能（néng）和表麵質（zhì）量，改善鍍覆（fù）性能（néng）;

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

3、改善了充（chōng）填（tián）條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點：

1、模具密封結構複雜，製造（zào）及（jí）安裝較困難，因而成本較（jiào）高;

2、 真空壓鑄法如控製不當（dāng），效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠壓鑄造（zào）：是使液態（tài）或半固（gù）態金屬在高壓下凝（níng）固、流動成形，直接獲（huò）得製件或毛坯的方法。它具有液態金（jīn）屬利用率高、工（gōng）序簡化和質量穩定等優點（diǎn），是一種節能型的、具有潛（qián）在應用前景的金（jīn）屬成形技術。

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金、合（hé）模、加壓、保壓、泄壓，分模（mó）、毛坯脫模、複位（wèi）；

間接擠壓鑄造：噴塗料、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複（fù）位。

技術特點：

1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等（děng）缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄（zhù）造裂（liè）紋的產（chǎn）生；

4、便於（yú）實現機械化、自動化。

應用：可（kě）用於生產（chǎn）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 ）

消失模鑄造（又（yòu）稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的（de）石（shí）蠟或泡沫模型（xíng）粘結組合成模型簇，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，使模（mó）型氣化，液體（tǐ）金屬占據模型（xíng）位置，凝固（gù）冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流（liú）程：預發泡（pào）→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型（xíng）→澆注→落砂→清理

技術（shù）特點：

1、鑄件精（jīng）度高，無砂芯，減少了（le）加工時（shí）間；

2、無（wú）分型麵，設計靈活，自由度（dù）高；

3、清潔生產，無汙染；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各種大小較精密鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼（gāng）彎管等。

（10）連續鑄造（continual casting）

連續鑄造（zào）：是一種先進的鑄造方（fāng）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，連續不斷地從結晶器的另（lìng）一端拉出，它可獲得任意長或（huò）特定的長度的鑄件。

技術特點：

1、由於金屬被迅速（sù）冷卻，結晶（jīng）致密，組織（zhī）均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

3、簡化了工序，免除造型及其它工序，因（yīn）而減輕了勞動強度；所需生產麵（miàn）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（xù）鑄（zhù）造法（fǎ）可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如（rú）鑄（zhù）錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性（xìng）成（chéng）形（xíng）

塑性成形：就是利（lì）用材料的塑性，在工（gōng）具及模具的外力（lì）作用下來加工（gōng）製件的少切削或無切削的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓（yā）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（huò）得具有一定機械性能、一定形（xíng）狀和尺（chǐ）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，利用簡單的工具將金屬錠或者（zhě）塊料錘成所需（xū）要形狀和尺寸的加工方（fāng）法。

模鍛：是在模鍛錘或（huò）者熱模鍛壓力機（jī）上利用（yòng）模具來（lái）成形的。

碾環：指（zhǐ）通過專用設備碾環機生產不（bú）同直徑的環形零件，也用來生（shēng）產（chǎn）汽車輪轂、火車車輪等輪形零件（jiàn）。

特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向（xiàng）鍛造、液態模鍛等鍛造方式，這些方式都比較適用於生產某些特殊形狀的零件。

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

技術特點：

1、鍛件質量比鑄（zhù）件高（gāo）能承受大的衝擊力作用，塑性（xìng）、韌性和其他方麵的（de）力學性能也都（dōu）比鑄件高甚至比軋件高。

2、節約（yuē）原材料，還能縮短加工工時。

3、生（shēng）產效率高例。

4、自由（yóu）鍛（duàn）造適合於單（dān）件小批量（liàng）生產，靈活性比（bǐ）較大。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人（rén）字齒（chǐ）輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護（hù）環，巨大的水壓機工作缸和立柱，機車軸，汽車（chē）和拖拉機的曲軸、連杆等。

（2）軋（zhá）製（zhì）

軋製（zhì）：將金屬（shǔ）坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀（zhuàng）），因受軋輥的壓縮成型軋製使材（cái）料截（jié）麵減小，長度增加（jiā）的（de）壓力加工方法。

軋製（zhì）分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

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

橫軋：軋件變（biàn）形後運動方（fāng）向與軋輥（gǔn）軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與軋輥軸線非特角。

應用：

主要用在金屬材料型材，板，管材等（děng） ，還有一（yī）些非金（jīn）屬（shǔ）材料（liào）比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓：坯（pī）料在三向不均勻壓（yā）應力作用下，從模具的孔口或縫（féng）隙擠出使之橫截（jié）麵積減小長度增加，成為（wéi）所需製品（pǐn）的加工方法叫擠壓，坯（pī）料的這種加工（gōng）叫擠壓成（chéng）型。

工藝流（liú）程：

擠（jǐ）壓前準（zhǔn）備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸（jù）切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包裝

優點：

1、生（shēng）產範圍廣，產品規格、品種多（duō）；

2、生產靈活（huó）性大，適合小批量（liàng）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：主要用於製造長杆、深孔、薄（báo）壁（bì）、異型斷麵零（líng）件。

（4）拉拔（bá）

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）斷麵的模孔中拉出，以獲（huò）得（dé）相應的形狀和尺寸的製品（pǐn）的（de）一種塑性加（jiā）工方法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵（miàn）光潔；

2. 工具（jù）、設備簡單；

3. 連續（xù）高速生產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道次變形量與兩次退（tuì）火（huǒ）間（jiān）的總變形量（liàng）有限；

2. 長度受限製。

生產適用（yòng）範圍：拉拔是金屬管材、棒材、型材及（jí）線材的主要（yào）加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對板材、帶材（cái）、管材（cái）和型材等施（shī）加外力，使之產生（shēng）塑性（xìng）變形或（huò）分離，從而獲得所需（xū）形（xíng）狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法（fǎ）。

技術特點（diǎn）：

1、可得到輕量、高剛性之（zhī）製（zhì）品。

2、生產性良（liáng）好，適合大量生產、成本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利（lì）用率高、剪切性及回收性良（liáng）好 。

適用範圍：

全世界的鋼材中，有60～70%是板材，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、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自（zì）行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝（chōng）壓件。

▌ 機（jī）加工（gōng）

機加工：是在在零件生產過程（chéng）中，直接用刀（dāo）具在毛坯上（shàng）切除多餘金屬層厚度，使之（zhī）或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位置相互精度、表麵質量等技術要求的（de）加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接

焊接：也稱（chēng）作熔接（jiē）,鎔接是一種以加熱、高溫或者高（gāo）壓的方式接合金屬或（huò）其他（tā）熱塑（sù）性材料如（rú）塑料的製造工藝及技（jì）術。

▌ 粉末冶金

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

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製造（zào）。

2、節約金屬，降低產品（pǐn）成本。

3、不會給（gěi）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（chéng）分配比的（de）正確性和均勻性。

5、粉（fěn）末（mò）冶金適宜（yí）於生產同一（yī）形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有批量（liàng）的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來（lái）說要高出鑄造模（mó）具。

生產適用範圍：

粉末冶金技術可以直接製成多孔、半致密或全致密材料和（hé）製品，如含油軸承、齒輪（lún）、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（xíng）的簡（jiǎn）稱。是將金屬粉末與其粘結劑（jì）的增塑混合料注射於模型中的（de）成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合（hé），然後將混合料進（jìn）行（háng）製粒（lì）再注射（shè）成形所需要的形狀（zhuàng）。

MIM工（gōng）藝流程：

MIM流程分為（wéi）四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和（hé）燒結）來（lái）實現零部件的生產，針對產品特（tè）性決定是否需要進行表麵處（chù）理。

技（jì）術特點：

1、一次（cì）成型負責（zé）零件；

2、製（zhì）件表麵質量（liàng）好、廢品（pǐn）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（yǒu）加入一定量的粘接（jiē）劑，粉末才具有（yǒu）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（bàn）固態成型

半固態成型：利用（yòng）非枝晶半（bàn）固態金屬（shǔ）（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（chéng）型（Thixoforming）

技術（shù）特（tè）點：

1、減少液態成型缺陷，顯著提高質量和可靠性；

2、成型溫度比全液態成型溫度低，大大減少對模具（jù）的熱衝擊；

3、能製造常（cháng）規液態成型方（fāng）法不（bú）可能製造的合金；

應用：

目前已成功用（yòng）於主缸、轉（zhuǎn）向係統零件、搖臂、發動機活塞、輪轂、傳動係統零件、燃（rán）油係統零件（jiàn）和空（kōng）調零件等製造等航空、電子以及消費品等方麵。