各（gè）種金屬材（cái）料成形工藝，還有比這（zhè）更齊全的嗎？

　　

材料成形方法是零件設（shè）計的重要內容，也是製造者們（men）極度關心（xīn）的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素（sù），今（jīn）天就帶大家（jiā）來看看金（jīn）屬成形工藝。

 

▌ 鑄（zhù）造

 

液態金屬澆注到（dào）與零件形狀、尺寸相適（shì）應的（de）鑄型型腔中，待其冷（lěng）卻凝固，以獲（huò）得毛（máo）坯或零（líng）件的生產方法，通（tōng）常稱為（wéi）金屬（shǔ）液態成形或鑄造。

 

工藝流（liú）程：液（yè）體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

 

工藝特點：

1、可（kě）生（shēng）產形狀任意複雜的製件（jiàn），特別是內（nèi）腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大小幾乎不受限製（zhì）。

3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低（dī）。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條件（jiàn）差。

 

鑄造分類 ：

 

（1）砂型鑄造（sand casting）

 

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

 

工藝（yì）流程：

 

砂型鑄造工藝流程

 

技術特（tè）點：

1、適合於製成形狀複雜，特（tè）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）性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其零（líng）件或，毛坯的唯一的成形工藝。

 

應（yīng）用：汽（qì）車的發（fā）動機氣缸體、氣缸蓋、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樣，在模樣表麵包覆若（ruò）幹層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出（chū）型殼，從而獲得無分型麵的鑄型（xíng），經高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄（zhù）造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

 

工（gōng）藝流程：

 

熔模（mó）鑄造工藝流程（chéng）

 

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（fù）雜的鑄件，且鑄造的合金不受限製。

 

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（qiú）高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

 

（3）壓力鑄造（zào）(die casting)

 

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

 

工藝流程：

 

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺寸（cùn）穩定，互換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適（shì）合大批大量生產，經濟效益好。

 

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮（suō）鬆。

2、壓（yā）鑄件塑性低，不宜在（zài）衝（chōng）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（yā）鑄生產的擴大。

 

應用：壓鑄件最先應用在汽車（chē）工業和儀表工業，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（děng）多個行（háng）業。

 

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

 

低壓鑄（zhù）造：是指使液體金屬（shǔ）在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充（chōng）填鑄型，並在壓力下結晶（jīng）以（yǐ）形成鑄件的方法.。

 

工藝流（liú）程：

 

技術特點：

1、澆（jiāo）注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型（xíng）、砂型等），鑄造各（gè）種（zhǒng）合金及各種大小的（de）鑄件；

2、采用底注式（shì）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）壁和型芯的衝刷（shuā），提高了鑄（zhù）件的合格率；

3、鑄件在壓力（lì）下結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表（biǎo）麵光潔，力學性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為（wéi）有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到（dào）90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件（jiàn）好，設備簡易，易實現機械化和自動化。

 

應用：以（yǐ）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型而凝固成（chéng）形的一種鑄造方法。

 

工藝流程：

 

優點：

1、幾乎不存在澆注（zhù）係統和冒口係統的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產中（zhōng）空鑄件時可不用型芯，故在生（shēng）產長管形鑄件時可大幅度（dù）地（dì）改善金屬（shǔ）充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等（děng）缺陷少，力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金（jīn）屬鑄件（jiàn）。

 

缺點：

1、用於生產異形鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑（jìng）不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工（gōng）餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

 

應用：

離（lí）心鑄造最（zuì）早用（yòng）於生產鑄管，國內外在冶金（jīn）、礦（kuàng）山、交通（tōng）、排灌（guàn）機械、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄（zhù）造工藝，來生產鋼（gāng）、鐵及非鐵碳合（hé）金鑄件。其中尤（yóu）以離心鑄鐵（tiě）管、內燃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)

 

金屬（shǔ）型（xíng）鑄造：指液（yè）態金屬（shǔ）在（zài）重力作用下充填金屬鑄型並在型中（zhōng）冷（lěng）卻凝（níng）固而獲得鑄（zhù）件的一種成型方法。

 

工藝流程：

 

優（yōu）點:

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

2、能獲（huò）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。

3、因不用和很少用砂芯，改善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動強度。

 

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采（cǎi）用一定的措施導出型腔（qiāng）中的空氣和（hé）砂芯所產生的氣體；

2、金（jīn）屬型無退（tuì）讓性，鑄件凝固時容易產生（shēng）裂紋；

3、金屬型製造周期較長，成本較高。因（yīn）此隻（zhī）有在大量成（chéng）批生產時，才能顯示出好（hǎo）的經（jīng）濟效果。

 

應用：

金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（tiě）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的氣體而消（xiāo）除或顯著減少壓鑄（zhù）件內（nèi）的氣孔和溶解氣（qì）體，從而提高壓鑄件力學性能（néng）和表麵質量的先進壓鑄工藝。

 

工藝流程：

 

優點：

1、消除或減少壓（yā）鑄件內部的氣孔，提高壓鑄件的機械（xiè）性能和表麵質量，改（gǎi）善鍍覆性能;

2、減少型腔（qiāng）的反壓力，可使用較低的比壓及鑄造（zào）性能較差的合金，有可能（néng）用小機器壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

 

缺（quē）點：

1、模具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因（yīn）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（shì）使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態（tài）金屬利用率（lǜ）高、工序簡化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有（yǒu）潛在應（yīng）用前景的金屬（shǔ）成（chéng）形技術。

 

工（gōng）藝流程：

 

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合金（jīn）、合模（mó）、加壓、保（bǎo）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（yā）、泄壓，分（fèn）模、毛坯（pī）脫模、複（fù）位。

 

技術（shù）特點：

1、可消除內部的氣孔、縮孔（kǒng）和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；

3、可（kě）防止鑄（zhù）造裂紋的產生；

4、便（biàn）於實（shí）現機械化、自動化。

 

應用：可用（yòng）於（yú）生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合（hé）金、球墨（mò）鑄鐵等

 

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

 

消失（shī）模鑄造（又稱實型鑄（zhù）造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，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，使模型氣（qì）化，液體金屬占據模型位置（zhì），凝固（gù）冷卻（què）後（hòu）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（jiāo）注→落砂→清理

 

技術特點：

1、鑄（zhù）件精（jīng）度高，無砂芯，減（jiǎn）少了（le）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、降低投資和生產成本。

 

應用：

適合成產結（jié）構複雜的（de）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（gāo）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法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做（zuò）結晶器的特殊（shū）金屬型（xíng）中，凝固（結殼）了的鑄件，連續不斷地從結晶器的另一端拉出，它（tā）可獲得任意（yì）長或特定的（de）長度的鑄件。

 

工藝（yì）流程：

 

技術特點：

1、由於金屬被（bèi）迅速冷卻，結晶致（zhì）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（le）工序（xù），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；

4、連續鑄（zhù）造生產易於實現機械化（huà）和自動化，提高生產效率。

 

應用：

用連（lián）續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、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（sù）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（qiē）削或無切（qiē）削的工藝方法。它的種類（lèi）有（yǒu）很多，主要（yào）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（jīn）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（yī）定形狀和尺寸鍛件的加工方（fāng）法。

 

根據成形（xíng）機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊（shū）鍛造（zào）。

 

自由鍛造（zào）：一般是在錘鍛或者水壓（yā）機上，利用簡單的工具將金屬（shǔ）錠或者塊料錘成所需要形（xíng）狀和尺（chǐ）寸的加工方法。

 

模鍛：是在模鍛錘或者（zhě）熱模鍛壓力機上利用模具來成形的。

 

碾環：指通過專用（yòng）設備碾環機生（shēng）產不同直徑的環形零件，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、徑向鍛（duàn）造、液態模鍛（duàn）等鍛造（zào）方式，這些方式都（dōu）比較適用於生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（kǒng）→矯正→中間檢驗→鍛件熱處理（lǐ）→清理（lǐ）→矯正→檢查

 

技（jì）術特點（diǎn）：

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

2、節約原材料，還能縮短（duǎn）加（jiā）工工時。

3、生產效率（lǜ）高例（lì）。

4、自由鍛造適合（hé）於單（dān）件（jiàn）小批量生產，靈活性比較（jiào）大。

 

應用：

大型軋鋼機的軋輥（gǔn）、人字齒輪，汽輪發電機組（zǔ）的轉子、葉輪、護環，巨大的水壓（yā）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（gè）種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋製使材（cái）料截麵（miàn）減小，長度增加（jiā）的壓力加工（gōng）方法。

 

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

 

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

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向一致（zhì）。

斜軋：軋件作螺旋運（yùn）動，軋件與軋輥（gǔn）軸線非特角。

 

工藝流程：

 

應用（yòng）：

主（zhǔ）要用在金屬（shǔ）材料型材，板，管材等 ，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（yā）：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（zhì）品的（de）加工方（fāng）法叫（jiào）擠壓，坯料的這種（zhǒng）加工叫擠壓成型。

 

工藝流程：

擠（jǐ）壓前（qián）準備→鑄（zhù）棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（qiē）（定尺）→取（qǔ）樣檢查→人工時效→包裝入庫

 

優點：

1、生產（chǎn）範圍（wéi）廣，產品（pǐn）規格、品種多；

2、生產（chǎn）靈活性大，適（shì）合小批量生產；

3、產品（pǐn）尺寸精度高，表麵（miàn）質量好；

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（dī），輔助時間長；

4、工具損耗大，成本（běn）高。

 

生產適用範圍：主要用於製造（zào）長杆、深孔、薄（báo）壁（bì）、異型斷麵零件。

 

（4）拉拔

 

拉拔：用外力作（zuò）用於（yú）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，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性加工方法。

 

優點（diǎn）：

1. 尺寸精確，表麵（miàn）光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生產斷麵小的（de）長製（zhì）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（xiàn）製。

 

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒（bàng）材、型材（cái）及線材（cái）的主要加（jiā）工（gōng）方法。

 

（5）衝壓

 

衝壓：是（shì）靠壓力機（jī）和模具對板材、帶（dài）材、管材（cái）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。

 

技術特點（diǎn）：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性（xìng）良好，適合大（dà）量生產、成本低。

3、可得到品質均一的（de）製品。，

4、材料利用率高、剪切性及（jí）回收性良好 。

 

適用範圍（wéi）：

全世界的鋼材（cái）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（shēn）、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（guī）鋼片等都（dōu）是衝（chōng）壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行（háng）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：是在在零件生產過（guò）程中，直接用（yòng）刀具在毛坯上（shàng）切（qiē）除（chú）多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位置相（xiàng）互精度、表麵質量等技術（shù）要求的加（jiā）工過程。

 

常用（yòng）機加工方法：

    

▌ 焊接        

 

焊接：也（yě）稱作熔接,鎔接是一種以加熱、高溫（wēn）或者高壓的（de）方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製（zhì）造（zào）工藝及技術。

 

焊（hàn）接分類：

      

▌ 粉末冶金        

 

粉末冶金：是製取金屬（shǔ）或（huò）用金（jīn）屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物（wù））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。

 

工藝基本流程：

 

優點：

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

2、節約金（jīn）屬，降低（dī）產品成本。

3、不會給（gěi）材料任何汙（wū）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（bǐ）的正確（què）性和均勻性。

5、粉末冶金（jīn）適宜於（yú）生產（chǎn）同一形狀而數量多（duō）的產（chǎn）品，能大大降低生（shēng）產成本。

 

缺點：

1、在沒有批量的（de）情況下要考慮 零件（jiàn）的大小。

2、模具費用相對來說（shuō）要（yào）高出鑄造模具。

 

生產適用範圍：

粉末冶金技術（shù）可以直（zhí）接製成多孔、半致密或全致密材料（liào）和製品，如含（hán）油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

      

▌ 金屬（shǔ）注（zhù）射成型        

 

MIM (Metal injection Molding )：是金（jīn）屬注射成形的簡稱。是將金屬（shǔ）粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成形（xíng）方法。它是先（xiān）將所選（xuǎn）粉末與粘結劑進行混（hún）合，然後將混（hún）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（pǐn）特性決定是否需要進行表麵處理。

 

技術特（tè）點（diǎn）：

1、一（yī）次成型負責零件；

2、製件（jiàn）表麵質量好、廢品（pǐn）率低、生（shēng）產效率高、易於實現自動化（huà）；

3、對模具材料要（yào）求低（dī）。

 

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核心（xīn）隻有加入一定量的（de）粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型（xíng）和維持坯塊的（de）基本形狀（zhuàng）。

 

▌ 金屬半固態成型          

         

半固態成型：利用非枝晶半固態金屬（shǔ）（Semi-SolidMetals，簡（jiǎn）稱SSM）獨有的流變性和攪熔性來（lái）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)觸變成型（xíng）（Thixoforming）

 

技術特點：

1、減少液態成型缺陷，顯著提高（gāo）質（zhì）量和可靠（kào）性；

2、成型溫度比全液態成型溫（wēn）度低，大大減少對模具的熱衝擊；

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（yòng）於主缸、轉向係統零件、搖臂、發動機活塞（sāi）、輪轂、傳動係統零件、燃油係（xì）統零件和空調零件等製造等航空、電（diàn）子以及消（xiāo）費品等方麵。

 

▌ 3D打印     

    

3D打印：是快速成型（xíng）技（jì）術的一種，它是一種以數字模型（xíng）文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑（sù）料等可粘合材料，通（tōng）過逐層打印的方式來構造物體的技術。