機械加工必知的 金 屬 成 型 工 藝
點擊量：550 發布時間（jiān）：2017-03-11 作者：草莓视频ios（上海）增材製造技術有限公司
一、鑄 造
液態金屬澆注到與零（líng）件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中（zhōng），待其冷（lěng）卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱（chēng）為金屬液態成形或（huò）鑄造。
工 藝 流 程：液體金屬→充型→凝固（gù）收（shōu）縮→鑄件
工 藝 特 點：
1、可生產（chǎn）形狀任意複雜的製件，特別是內腔形狀複雜（zá）的製件（jiàn）。
2、適應（yīng）性強，合金種類不受限製，鑄件（jiàn）大小幾乎不受限製。
3、材（cái）料來源廣，廢品可重熔，設備（bèi）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（zào）方法。鋼、鐵和大（dà）多數有色（sè）合金鑄件都可用砂型（xíng）鑄造方法獲（huò）得。
工 藝 流 程：
砂型鑄造工藝流程
技（jì） 術 特 點：
1、適合於製成形（xíng）狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；
2、適應性廣，成本低；
3、對於某些塑性很（hěn）差（chà）的材料（liào），如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其零件或，毛坯的（de）唯一的成形工藝。
應 用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲（qǔ）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型殼，再將模樣熔化排出型殼（ké），從而獲得無分型麵的鑄型，經高（gāo）溫（wēn）焙燒後（hòu）即可（kě）填砂澆注（zhù）的鑄造方案。常（cháng）稱為“失蠟（là）鑄造”。
工 藝 流 程：
熔模鑄造工藝流程（chéng）
工 藝 特 點
優 點：
1、尺寸精度和幾何精度高；
2、表麵粗（cū）糙度（dù）高；
3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合（hé）金不受限製。
缺 點：工（gōng）序繁雜，費用較高
應 用：適用於（yú）生產形狀複雜、精度要求（qiú）高、或很（hěn）難進行其它加工的小型零件，如渦輪發（fā）動（dòng）機（jī）的葉片等。
(3)壓 力 鑄 造(die casting)
壓 鑄：是利用高壓將金屬液（yè）高速壓入一精密金屬模具型腔（qiāng）內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而（ér）形（xíng）成鑄件。
工 藝 流 程：
工 藝 特 點
優 點：
1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速（sù）快
2、產品質量好，尺寸穩定，互換性好；
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。
缺（quē） 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）衝擊載荷及有震動的情況下工作；
3、高熔點（diǎn）合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄（zhù）生產的擴大。
應 用（yòng）：壓（yā）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行業，如農業機械、機床（chuáng）工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相機和日用（yòng）五金等多個行業。
(4)低 壓（yā） 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)作用下充填鑄型，並（bìng）在壓力下結晶以形成（chéng）鑄件（jiàn）的方法.。
工 藝 流 程：
技 術 特 點：
1、澆注時的壓力和速度可以調（diào）節（jiē），故可適用於各種不同鑄型（xíng）（如金（jīn）屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種（zhǒng）大小的鑄件；
2、采用底注式充型，金（jīn）屬（shǔ）液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對（duì）型壁和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；
3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致（zhì）密、輪廓（kuò）清晰、表麵光潔，力學性（xìng）能較高，對（duì）於大薄壁件（jiàn）的鑄造尤為有利；
4、省去補（bǔ）縮（suō）冒口，金屬利用率提高到90～98%；
5、勞動強度低，勞動條件好，設（shè）備簡易，易實現機械化和自動化（huà）。
應 用：以傳統（tǒng）產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。
(5)離 心 鑄 造(centrifugal casting)
離 心 鑄 造：是將金屬（shǔ）液澆入旋轉的鑄（zhù）型中，在離心力作用下填（tián）充鑄型（xíng）而凝固成形的一種鑄造方法。
工 藝 流 程：
工 藝 特 點
優 點（diǎn）：
1、幾乎不（bú）存（cún）在澆注係統和冒口係統的金屬消耗，提高工（gōng）藝（yì）出品率；
2、生（shēng）產中空鑄件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力（lì）；
3、鑄件（jiàn）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（zhù）件（jiàn）。
缺 點：
1、用於生（shēng）產異形鑄件時有一定的局限性；
2、鑄件內孔直徑不（bú）準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工（gōng）餘（yú）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（guǎn），國內外在冶（yě）金、礦（kuàng）山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業中均采（cǎi）用離（lí）心鑄造工藝，來生產（chǎn）鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸（zhóu）套等鑄件的生產最為普遍。
(6)金 屬 型 鑄（zhù） 造(gravity die casting)
金 屬 型 鑄 造：指液態金屬在重力作（zuò）用下充填金屬鑄（zhù）型並（bìng）在型中冷卻（què）凝固而獲得（dé）鑄件的一種成型方法。
工 藝 流 程（chéng）：
工 藝 特（tè） 點
優 點:
1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷（lěng）卻速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型鑄件高15%左右。
2、能獲得較高尺寸精度和較（jiào）低表麵粗糙度值的鑄件，並且質量穩定性好。
3、因不用和很（hěn）少用砂芯，改善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動強度。
缺（quē） 點（diǎn）：
1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措（cuò）施導出型腔中的空（kōng）氣和砂芯所產生的氣體；
2、金屬型無退讓性，鑄件凝固（gù）時（shí）容易產生裂紋；
3、金屬型製造周期較長，成本較高。因（yīn）此隻有在大量成批生（shēng）產時，才能顯示（shì）出好的經（jīng）濟效果。
應 用：金（jīn）屬（shǔ）型鑄造既適用於大批量生產形狀複（fù）雜（zá）的鋁合金、鎂合金等非鐵合（hé）金鑄件，也適合（hé）於生（shēng）產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。
(7)真 空 壓 鑄(vacuumdie casting)
真 空（kōng） 鑄（zhù） 造：通過（guò）在壓鑄過程中（zhōng）抽除壓鑄模具型腔內的氣體而消除或（huò）顯著減少壓鑄件內的氣孔和溶解氣體，從而（ér）提高壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工（gōng）藝。
工 藝 流 程（chéng）：
工 藝 特 點
優 點：
1、消除或（huò）減少壓鑄件（jiàn）內（nèi）部的氣孔，提高壓鑄件的機械性能和表麵質量，改善鍍覆性能;
2、減少型腔的反壓力（lì），可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金（jīn），有可能用小機（jī）器壓鑄較大的鑄件;
3、改善了充填條件（jiàn），可壓鑄較薄的鑄件;
缺 點：
1、模具密封結構（gòu）複（fù）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當，效果就不是很顯著。
(8)擠 壓 鑄 造（zào）(squeezing die casting)
擠 壓（yā） 鑄 造：是使液（yè）態或（huò）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。它具有液態金屬利用率高、工（gōng）序簡化和質量穩（wěn）定等優點，是一種節能型的、具有潛在應用（yòng）前景的金屬成形技術。
工 藝 流（liú） 程：
直（zhí） 接 擠 壓 鑄 造：噴塗料、澆合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛（máo）坯脫模、複位；
間 接 擠 壓 鑄 造：噴塗料、合（hé）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（chú）內部的氣孔、縮（suō）孔和縮鬆等（děng）缺陷；
2、表麵（miàn）粗糙度低，尺寸精度高（gāo）；
3、可防止鑄造裂紋的（de）產生；
4、便於實現機械（xiè）化、自動化。
應 用：可用於生產各種類（lèi）型的合金，如（rú）鋁合金、鋅合金、銅合金、球（qiú）墨鑄鐵等（děng）
(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（xià）澆注，使（shǐ）模型氣化，液（yè）體金屬占據模型位（wèi）置（zhì），凝固冷卻後形（xíng）成鑄件（jiàn）的新型鑄造方（fāng）法。
工 藝 流 程：預發泡→發泡成型→浸（jìn）塗料→烘幹→造型→澆（jiāo）注→落砂→清理
技 術 特 點：
1、鑄件精度高，無砂芯，減少了（le）加工時（shí）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（yòng）：適合成產（chǎn）結構複雜（zá）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（tiě）發動機箱體、高錳鋼彎管等。
(10)連 續 鑄（zhù） 造（continual casting）
連 續 鑄 造：是一（yī）種先進的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶（jīng）器的特（tè）殊金屬型中，凝固（結殼）了的鑄件（jiàn），連續不斷地從結晶器的另一端（duān）拉出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。
工 藝 流 程：
技 術 特 點：
1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致（zhì）密，組織均勻，機械性能較（jiào）好；
2、節約金屬，提高收（shōu）得率；
3、簡化了工序，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；
4、連續鑄（zhù）造生產易於實現機械化和自動化，提高生（shēng）產效率。
應用：用連（lián）續鑄造法（fǎ）可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂（měi）合金等斷麵形狀不變的長（zhǎng）鑄件，如鑄錠（dìng）、板坯、棒坯、管子等。
二、塑 性 成（chéng） 型
塑（sù） 性 成 形:就是利用材料的塑性，在（zài）工具及模具的外力作用下來加工製件的少切削或無切削的工藝方法。它的種類有很多（duō），主（zhǔ）要包括鍛造、軋製（zhì）、擠壓、拉拔、衝壓等。
(1)鍛 造
鍛 造：是一（yī）種利用鍛壓機械對金（jīn）屬坯料（liào）施加壓（yā）力，使其產生塑性變形以獲（huò）得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。
根（gēn）據成形機理，鍛（duàn）造可（kě）分（fèn）為自由（yóu）鍛、模鍛、碾（niǎn）環、特殊鍛造。
自 由 鍛 造：一（yī）般是在（zài）錘鍛或者水壓機上，利用簡（jiǎn）單（dān）的工具將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀（zhuàng）和尺寸的加（jiā）工方法。
模 鍛：是在模（mó）鍛錘或者熱（rè）模鍛壓力機上利用模具來成形的。
碾（niǎn） 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（lún）等輪形零件。
特 種 鍛 造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛（duàn）造、液態模鍛等鍛造（zào）方式，這些方式都比（bǐ）較適用於生產某些特（tè）殊形狀的（de）零件。
工 藝 流 程：鍛坯加熱→輥鍛備坯（pī）→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。
2、節約原材料，還（hái）能縮短加工工時。
3、生產效率高例。
4、自由鍛（duàn）造適合於單件小（xiǎo）批量生產，靈活性比較（jiào）大（dà）。
應 用：
大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子（zǐ）、葉輪、護環，巨（jù）大的水壓機工作缸和立柱，機車軸（zhóu），汽車和拖拉機的曲（qǔ）軸、連杆等。
(2)軋（zhá） 製
軋 製：將金屬坯料通（tōng）過一對（duì）旋轉軋（zhá）輥的間隙（各種形狀），因（yīn）受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓力加工方法。
軋 製 分 類：
縱 軋:就是金屬（shǔ）在兩（liǎng）個旋轉方向相反的（de）軋輥之間通過，並在其（qí）間產生塑性變形的過程。
橫 軋：軋件變形後運動方向與軋輥軸線（xiàn）方向一致。
斜 軋：軋件作螺旋運動（dòng），軋件與軋輥軸線非特（tè）角。
工（gōng） 藝 流 程（chéng）：
應 用：主要用在金屬材料型材，板，管（guǎn）材等 ，還有一些非金屬材（cái）料比如塑料（liào）製品及玻璃製品。
(3)擠 壓
擠 壓：坯料在（zài）三向不均勻壓應力作用下，從模具的孔口（kǒu）或縫隙擠出使之橫截麵積減小長度增加，成（chéng）為所需（xū）製品的加工方法（fǎ）叫擠壓，坯（pī）料的這種加工叫擠壓成型。
工 藝 流 程：
擠壓前準（zhǔn）備→鑄棒加熱（rè）→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（qiē）（定尺）→取樣檢查→人（rén）工時效→包裝入庫
工 藝 特 點
優 點：
1、生產範圍（wéi）廣，產品規格（gé）、品種多；
2、生產靈活（huó）性大，適合小批量生產；
3、產品尺寸精度高，表麵質量好；
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（yā）速度低，輔助時間長；
4、工具損耗大，成（chéng）本高。
生產適用範圍：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷（duàn）麵零（líng）件。
(4)拉 拔
拉（lā） 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，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性加工方法。
技 術 特 點（diǎn）
優 點：
1. 尺寸精確，表麵（miàn）光潔；
2. 工具、設備簡單（dān）；
3. 連續高速生產斷麵小的長製品。
缺（quē） 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。
生產適用範圍：拉拔（bá）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（lì）機和（hé）模具（jù）對板材、帶材（cái）、管材（cái）和型材等施加外力，使之產生（shēng）塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和（hé）尺寸的工（gōng）件（衝壓件）的成形加工方法。
加 工 工 藝：
技 術 特 點：
1、可得到輕量（liàng）、高剛性之製品。
2、生產性良好，適合大量生產、成本低。
3、可得到品質均一的製品。，
4、材料利用率高、剪切性及回收性良（liáng）好 。
生產適用範圍：
全世界（jiè）的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成（chéng）品。汽車（chē）的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋（guō）爐的汽（qì）包，容器（qì）的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都（dōu）是衝壓加工（gōng）的。儀器儀表、家用電器、自（zì）行車、辦（bàn）公機（jī）械、生活器皿等（děng）產品中，也有大量衝壓件。
三、機 加 工
機 加 工：是在在零件生產過程中，直接用刀具在毛坯上切除多餘金屬層厚度，使（shǐ）之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀和位（wèi）置相（xiàng）互精度、表麵質量等技術要求的加工過程。
常用機加工方法：
四、焊（hàn）接（jiē）
焊 接：也稱作熔接,鎔接是一種以加熱、高溫（wēn）或者高（gāo）壓（yā）的方式接合金屬或其他熱塑（sù）性材料如（rú）塑料的製造工藝及技術。
焊 接 分 類：
五、粉 末 冶 金
粉 末 冶 金：是製取金屬或用金屬粉末（或（huò）金屬粉末與非金屬粉末的混合物（wù））作為原料，經過成形和（hé）燒結（jié），製造金屬材料、複合材料以及各（gè）種（zhǒng）類型製品的工藝技術。
工藝基本流程：
工 藝（yì） 特 點
優 點：
1、絕大多數難熔金屬及其化合物（wù）、假合（hé）金、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製（zhì）造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會給材料任何（hé）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分配比的正確（què）性和均勻性。
5、粉末冶（yě）金適宜於生產同一形狀而數量多的產品，能大大降（jiàng）低生產成本。
缺 點：
1、在沒有批量的情況（kuàng）下要考慮 零件的大小.
2、模具費用相對來說要高出鑄造模（mó）具.
生產（chǎn）適用範圍：
粉末冶金技術可以（yǐ）直接製成多孔、半致密或全致密材料和製品，如含油軸承（chéng）、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。
六、金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與（yǔ）其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成形方法。它是（shì）先將所選粉末與粘結劑進行混合，然後將（jiāng）混合料進行製粒再注射（shè）成形所需要的形狀（zhuàng）。
MIM 工 藝（yì） 流 程：
MIM流程分為四（sì）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（chǎn）品特性決定是否需要進行表麵處理。
技 術 特 點：
1、一次成型負責零件；
2、製件表麵質量好、廢品率低、生產效率高、易於實現（xiàn）自動化；
3、對模具材料要求低。
技（jì） 術 核 心：
粘接劑是MIM技術的核心隻有加入一定量的粘接劑，粉末（mò）才具有增（zēng）強流動性以適合注射成（chéng）型和維持坯塊的基本形狀。
七、金（jīn） 屬 半 固 態 成 型（xíng）
半固態成型：利用非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡（jiǎn）稱SSM）獨有的流變性和攪熔性來控製鑄件的質量。
(1)流 變 成 型（Rheoforming）
Rheo casting process
(2)觸 變（biàn） 成（chéng） 型（Thixoforming）
技 術 特 點：
1、減少液態（tài）成型缺陷，顯著提高質量和可（kě）靠性；
2、成型溫度比全液態成型溫度低，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（mù）前已成功用於主缸（gāng）、轉向係統零（líng）件、搖臂、發動機活塞（sāi）、輪轂、傳動係（xì）統零件、燃油係統零件和（hé）空調零件等製（zhì）造等航空、電子以及消費品等方麵。
八、3D 打 印（yìn）
3D 打 印（yìn）：是快速成型技術的一種，它是一種以數（shù）字模型文件為基礎，運用粉（fěn）末狀金（jīn）屬（shǔ）或塑料等可粘合（hé）材料，通過逐層打印的方式來構（gòu）造物（wù）體的技術。
