各種金（jīn）屬材（cái）料的成形工藝（yì）大全

材（cái）料成形方法是零件設計（jì）的重要內容，也是製造者們極度關心的問題，更是材料加工過程（chéng）中的關鍵因素，今天就帶大家來看看各種金屬成形工藝。

▌ 鑄（zhù）造

液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相（xiàng）適應的鑄型型腔中（zhōng），待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件（jiàn）的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

工藝特點：

1、可（kě）生產形狀任（rèn）意複雜的製件，特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合（hé）金種類不受限製，鑄件（jiàn）大小幾乎不受限製。

3、材料來源廣，廢品（pǐn）可（kě）重熔，設備投（tóu）資低。

4、廢品率高、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：在砂型中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（zhù）造（zào）方法獲得。

工（gōng）藝流程：

砂型鑄造工藝流（liú）程

技（jì）術特點：

1、適合於製（zhì）成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對於某些塑（sù）性很差的材料，如鑄鐵（tiě）等，砂（shā）型鑄（zhù）造是製（zhì）造其零（líng）件（jiàn）或，毛（máo）坯（pī）的唯一的（de）成形（xíng）工藝。

應用：汽（qì）車的發動機氣缸體、氣缸（gāng）蓋、曲軸等鑄件（jiàn）

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易（yì）熔材料製成模樣（yàng），在模樣（yàng）表麵包（bāo）覆若幹層耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得（dé）無分型麵的鑄（zhù）型，經高溫（wēn）焙燒後即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄（zhù）造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流（liú）程

優點：

1、尺寸精度和幾（jǐ）何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜（zá）的鑄件，且鑄造的合（hé）金不受限製。

缺點：工序繁雜，費用較高

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

（3）壓力鑄造(die casting)

壓（yā）鑄：是利用高壓將金（jīn）屬液高速壓入一（yī）精密金屬（shǔ）模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻（què）凝固而形成鑄件。

工（gōng）藝流程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體（tǐ）承受（shòu）壓力高，流速快

2、產品質（zhì）量好，尺寸穩定，互換（huàn）性好（hǎo）；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數（shù）多；

4、適合大批大量生產，經濟效益好（hǎo）。

缺點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔（kǒng）和縮（suō）鬆。

2、壓鑄件塑性低，不宜在衝（chōng）擊載荷及有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄時，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（guó）防工業、計算機、醫療器械（xiè）、鍾表、照相機和日（rì）用五金等（děng）多個行業。

（4）低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液（yè）體金屬在較（jiào）低壓力（lì）(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型（xíng），並在壓力下結晶以形成鑄件的方法（fǎ）.。

技術特點：

1、澆注時的壓力（lì）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（jīn）及各（gè）種大（dà）小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩（wěn），無飛濺現象，可避免卷入氣體及對型壁和（hé）型芯的衝刷，提高了（le）鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表（biǎo）麵光潔，力學性能較高，對於（yú）大薄壁件的鑄（zhù）造（zào）尤為有利；

4、省去補（bǔ）縮冒口，金屬利（lì）用（yòng）率（lǜ）提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動（dòng）條（tiáo）件好，設（shè）備簡易，易實現機械化和（hé）自動化。

應用：以傳（chuán）統產品為主（氣缸頭、輪（lún）轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄（zhù）造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金（jīn）屬液澆入旋轉的鑄型（xíng）中，在離心力作用下填充鑄型而凝固（gù）成形的一種鑄造方法。

優點：

1、幾乎不存在澆注（zhù）係統（tǒng）和（hé）冒口係統的金屬消耗，提高工藝（yì）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；

3、鑄件致密（mì）度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學（xué）性能高；

4、便於（yú）製造（zào）筒、套類（lèi）複合金屬鑄件。

缺點：

1、用於生產異形鑄件（jiàn）時有一定的局限性；

2、鑄（zhù）件內孔直徑不準（zhǔn）確，內（nèi）孔表（biǎo）麵比較粗糙（cāo），質（zhì）量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用於生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交（jiāo）通、排灌機械、航（háng）空、國（guó）防、汽車等（děng）行業中均采用離心（xīn）鑄造工藝，來生產（chǎn）鋼、鐵（tiě）及（jí）非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸（zhóu）套等鑄件的生產最（zuì）為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態（tài）金屬在重力作用下充填金屬鑄（zhù）型並（bìng）在型中冷卻凝固而獲得鑄件（jiàn）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，力學性能比砂型鑄件高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（liàng）穩定性好（hǎo）。

3、因不用和（hé）很少用（yòng）砂芯，改善環境、減（jiǎn）少粉塵和（hé）有害氣體、降低勞動強度。

缺點（diǎn）：

1、金（jīn）屬（shǔ）型本身無（wú）透氣性，必須采用（yòng）一定的措施導出（chū）型腔中的空氣和砂芯（xīn）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（jīn）屬型（xíng）製造周期較長，成本較高。因此隻有在大量成批生產時（shí），才能顯示出好（hǎo）的經濟（jì）效果。

應用：

金屬型鑄造既適用於大批量生產形狀複雜的（de）鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也適合於生產鋼（gāng）鐵金屬（shǔ）的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓（yā）鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通過在壓鑄過程中抽（chōu）除壓鑄（zhù）模具型（xíng）腔內的氣體而消除或（huò）顯著減少壓鑄（zhù）件內的氣孔和（hé）溶解氣體，從而（ér）提高壓鑄件（jiàn）力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

優點：

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

2、減少型腔的反（fǎn）壓力，可使用較低的（de）比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機器壓（yā）鑄較大的鑄件;

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;

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（zhì）不當，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造(squeezing die casting)

擠（jǐ）壓鑄造：是使（shǐ）液態或（huò）半固態金屬在高壓下（xià）凝固（gù）、流動成形，直（zhí）接獲得製（zhì）件或毛坯的方（fāng）法。它具有液態金屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優（yōu）點（diǎn），是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬（shǔ）成（chéng）形技術。

直接擠壓（yā）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（zào）：噴塗料（liào）、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複位。

技術特點：

1、可消除內部的氣孔（kǒng）、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵粗（cū）糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產生（shēng）；

4、便於實現機械化、自動化。

應用：可用於生產各種（zhǒng）類型的合金，如（rú）鋁合金、鋅合金、銅合金、球墨鑄鐵等（děng）

（9）消失模鑄造（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蠟或泡沫模型粘結組（zǔ）合成模型簇，刷塗耐火塗（tú）料並烘幹後，埋在幹（gàn）石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬（shǔ）占（zhàn）據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型（xíng）鑄（zhù）造（zào）方法。

工藝流程：預發泡（pào）→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落（luò）砂→清理

技術特點：

1、鑄件（jiàn）精度高，無砂芯，減少了加工時間；

2、無分型（xíng）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：

適合成產（chǎn）結構複雜的各（gè）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（xiāng）體、高錳鋼彎管等。

（10）連（lián）續鑄造（continual casting）

連續（xù）鑄造：是一種先進的鑄造方法，其原理是將熔（róng）融的金（jīn）屬，不斷澆入一種叫（jiào）做結晶器的（de）特殊金屬型中，凝（níng）固（結殼）了的鑄件（jiàn），連續不斷地從結（jié）晶器的另一端拉出，它可獲得任（rèn）意長或特定的長度的鑄件。

技術特點：

1、由於金（jīn）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（gāo）收得率；

3、簡化了工序，免除造（zào）型及其它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產麵積也（yě）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：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等（děng）斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是（shì）利（lì）用材料的塑性，在工具及模具（jù）的外力作用下來加工製件的少切削或無切（qiē）削（xuē）的工藝方法。它的種類有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等。

（1）鍛造

鍛造：是（shì）一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生（shēng）塑（sù）性變形以獲得具有（yǒu）一定機械性（xìng）能、一定（dìng）形狀和尺（chǐ）寸鍛件的（de）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：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀和尺寸的加工方法。

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：指通過專用設備碾環機生產不同直徑（jìng）的環形零件，也用來生產汽車輪轂、火車車輪等（děng）輪形零件。

特種鍛（duàn）造：包括輥（gǔn）鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式（shì），這些方式都比較適用（yòng）於生產某些特殊形狀的零件。

工藝（yì）流程：鍛坯加熱（rè）→輥（gǔn）鍛備坯→模鍛（duàn）成（chéng）形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗（yàn）→鍛件熱處理→清理→矯正（zhèng）→檢查

技術特點：

1、鍛件質量比鑄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高甚至（zhì）比軋件高。

2、節約原材料，還能縮（suō）短加（jiā）工（gōng）工時。

3、生產效率高例。

4、自（zì）由鍛（duàn）造適合於單件小批量生產，靈活性比較大（dà）。

應用：

大型軋鋼機的軋（zhá）輥、人字齒輪，汽輪發電機組（zǔ）的轉子、葉輪、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（liào）通（tōng）過（guò）一（yī）對旋轉軋輥的間隙（各種形狀（zhuàng）），因受軋輥的壓縮成型軋製（zhì）使（shǐ）材料截麵減（jiǎn）小，長度增加的壓力（lì）加工方法。

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋、橫軋、斜軋。

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

橫軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋（xuán）運動，軋件與軋（zhá）輥軸（zhóu）線非特角。

應用（yòng）：

主要用在金屬材料型材，板，管材等 ，還（hái）有一些非（fēi）金屬材料比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠（jǐ）壓

擠壓：坯（pī）料在三向不均（jun1）勻壓應力作（zuò）用下，從模具的孔口（kǒu）或縫隙擠出使之橫截麵積減小（xiǎo）長度增加（jiā），成為所需製品的加工（gōng）方法叫擠壓（yā），坯料的這種加工叫（jiào）擠壓成型。

工藝流程：

擠壓（yā）前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校（xiào）直→鋸切（定（dìng）尺）→取樣檢查→人工時效→包裝

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品（pǐn）種多；

2、生產靈活性大，適合（hé）小批量（liàng）生（shēng）產；

3、產（chǎn）品（pǐn）尺寸精度高，表（biǎo）麵（miàn）質量好；

4、設備投資少，廠房麵積小，易（yì）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，成本高。

生產適用範（fàn）圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異（yì）型斷麵零（líng）件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉金（jīn）屬的前端，將金屬坯料從小於坯料斷麵的模孔中拉出，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：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連（lián）續高速生產斷麵小的長製品（pǐn）。

缺點：

1. 道次變形量與兩（liǎng）次退火間的總變形量有限；

2. 長度受限製。

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

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力（lì），使之產生塑性變形或分離（lí），從而獲得所需形狀和尺寸的（de）工件（衝壓件）的（de）成形加工方法（fǎ）。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性之製品。

2、生產性良好，適合大（dà）量生產、成（chéng）本低。

3、可得到品質均一的製品。，

4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。

適用範圍：

全世界的（de）鋼材中，有60～70%是板材（cái），其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油（yóu）箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容（róng）器的殼（ké）體，電機、電器的鐵芯矽鋼片（piàn）等都（dōu）是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自（zì）行車、辦（bàn）公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件（jiàn）。

▌ 機加工

機（jī）加工：是在在零件（jiàn）生產（chǎn）過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要求的尺寸精度、形（xíng）狀和位置相（xiàng）互精度（dù）、表麵質量等技術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接（jiē）

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

▌ 粉末冶金

粉末（mò）冶金：是製取金屬或用（yòng）金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，製（zhì）造金（jīn）屬材料（liào）、複合（hé）材料以及各種類（lèi）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（chǎn）品成本。

3、不會給材料任何汙染，有（yǒu）可能製取高純度的材料。

4、粉末冶金法能保證材料成分（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（pī）量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用相對來說要高出鑄（zhù）造模具。

生產適用範圍（wéi）：

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

▌ 金屬注射成型

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將（jiāng）金（jīn）屬粉末與其（qí）粘結劑的增塑混合（hé）料注（zhù）射於模型中（zhōng）的成形方法（fǎ）。它是先將所選粉末與粘結劑進行（háng）混合，然後將混（hún）合料（liào）進行製粒再注射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程（chéng）：

MIM流程分為（wéi）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（de）生產，針對產品特性決定是否需要進行表麵（miàn）處理。

技術特（tè）點（diǎn）：

1、一次成型負（fù）責零件（jiàn）；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效（xiào）率高（gāo）、易於實現自動化；

3、對（duì）模具材料要求低。

技（jì）術核心：

粘接劑是MIM技（jì）術的核心隻有加入一定量的粘（zhān）接劑，粉末才（cái）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）成型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有（yǒu）的流變性和攪（jiǎo）熔（róng）性來控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變成型和（hé）觸變成型。

(1)流變成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）

技術特點：

1、減少液態成（chéng）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（mó）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：

目前已成功用於主（zhǔ）缸、轉向係統零件、搖臂、發動機活（huó）塞（sāi）、輪轂（gū）、傳動係統零件、燃油係統零件和空調零件等製（zhì）造等航空、電子（zǐ）以（yǐ）及消費品等方麵。