機械加工必知的 金 屬 成 型 工 藝
點擊量：612 發布時間：2017-03-11 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材（cái）製造技術有限公司
一、鑄 造
液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯（pī）或零件的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。
工（gōng） 藝 流 程：液體（tǐ）金屬→充型→凝固收縮→鑄件
工 藝 特 點：
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、適應性強，合金種類不受限製，鑄件大（dà）小幾乎不受限製。
3、材料來源廣，廢品可重（chóng）熔，設備投資低。
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：在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵（tiě）和大多（duō）數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。
工 藝 流 程：
砂型鑄造工藝流程
技 術（shù） 特 點：
1、適合於製成形狀複雜（zá），特別是具有複雜內腔的毛坯；
2、適應性廣，成本低；
3、對於某（mǒu）些塑性很差的材料，如鑄鐵（tiě）等，砂（shā）型鑄造是製造（zào）其零件（jiàn）或，毛坯的唯一的成形工藝。
應 用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋（gài）、曲軸等鑄件
(2)熔 模 鑄 造(investmentcasting)
熔 模 鑄 造：通常（cháng）是指在（zài）易熔材料（liào）製成模樣，在模樣表麵包（bāo）覆若幹層耐火材料製成型（xíng）殼，再將模樣（yàng）熔化排出型殼，從而（ér）獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙燒後（hòu）即可填砂（shā）澆注（zhù）的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。
工 藝 流 程（chéng）：
熔模鑄造工藝流程
工（gōng） 藝 特 點
優 點：
1、尺（chǐ）寸精度（dù）和幾何精度高；
2、表麵粗糙度高；
3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合金（jīn）不受限製（zhì）。
缺 點：工序繁雜，費用較高
應 用：適用於生產形狀複雜、精度要（yào）求高（gāo）、或很難進行其它加（jiā）工的小型零件，如渦（wō）輪（lún）發動機的葉片等。
(3)壓 力 鑄 造(die casting)
壓（yā） 鑄：是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內（nèi），金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。
工 藝 流 程：
工 藝 特 點
優 點：
1、壓鑄時金屬液（yè）體承受壓力高，流速快（kuài）
2、產品質量好，尺寸穩定，互換（huàn）性好；
3、生產效率高，壓鑄模使（shǐ）用次數多；
4、適合大批大量（liàng）生產，經濟效益好。
缺 點：
1、鑄件容易產生（shēng）細小的氣孔和縮鬆。
2、壓鑄件塑性低，不宜在衝擊載荷及有震動的（de）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（yòng）：壓鑄件最先應（yīng）用在汽車工業和（hé）儀表工業，後來逐步（bù）擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電（diàn）子工業、國防工業、計算機（jī）、醫療器械（xiè）、鍾表（biǎo）、照相機和日用五金等多個行業。
(4)低 壓 鑄 造(low pressure casting)
低 壓 鑄（zhù） 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（bìng）在壓力下結（jié）晶以（yǐ）形成鑄件（jiàn）的方法.。
工 藝 流 程：
技 術（shù） 特（tè） 點：
1、澆注（zhù）時的壓力和（hé）速度可以調節，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大小的（de）鑄件；
2、采用底注式充型，金屬液充型平（píng）穩，無飛濺現象，可避（bì）免卷入氣體及對型壁和型芯的衝刷，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、輪廓清晰、表麵光潔，力學性（xìng）能（néng）較高，對於大薄壁件的鑄造尤（yóu）為有（yǒu）利；
4、省去補縮冒口，金屬利（lì）用率提高到90～98%；
5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易（yì）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 心 鑄 造(centrifugal casting)
離 心 鑄 造：是將金屬液澆入旋（xuán）轉的鑄型中，在（zài）離心力作用下填充鑄（zhù）型而凝固成形的（de）一種鑄造方法。
工（gōng） 藝 流 程：
工 藝 特 點
優 點：
1、幾乎不存在澆（jiāo）注係統和冒口係統的金屬消（xiāo）耗，提高（gāo）工藝出品率；
2、生產中空鑄件時可不用（yòng）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；
3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺（quē）陷少，力學（xué）性能高；
4、便於製造筒、套類複合金屬鑄件。
缺 點：
1、用於生產異形鑄件時有一（yī）定（dìng）的局限性；
2、鑄（zhù）件內孔直徑不準確，內孔表麵比較粗糙，質量較差，加工餘量大；
3、鑄件易產生比重偏析（xī）。
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、汽車等行業中均（jun1）采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件（jiàn）。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和（hé）軸套（tào）等鑄件的生產最為（wéi）普遍。
(6)金 屬 型 鑄 造(gravity die casting)
金 屬 型 鑄 造：指液態金屬在重力作用下充填金屬（shǔ）鑄型並在型中冷卻凝固而獲得（dé）鑄件的（de）一種成型方法。
工 藝 流 程：
工 藝 特 點
優（yōu） 點:
1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密（mì），力學性（xìng）能比（bǐ）砂型鑄件高15%左右。
2、能獲得較高尺寸（cùn）精度和較（jiào）低表麵粗糙度值的（de）鑄（zhù）件，並且質量穩定性好。
3、因不用（yòng）和很少用（yòng）砂（shā）芯，改善環境、減少粉塵（chén）和有（yǒu）害氣體、降低勞動強度（dù）。
缺 點：
1、金屬型本身無透氣性，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、金屬型無退讓（ràng）性，鑄件凝固時（shí）容易（yì）產（chǎn）生裂紋；
3、金（jīn）屬型製造周期較長，成本較高。因此（cǐ）隻有在大量成批生產時，才能顯示出好的經濟效果。
應（yīng） 用：金屬型鑄造（zào）既（jì）適用於大批量生產形狀（zhuàng）複雜的鋁合金、鎂合金等非（fēi）鐵合金鑄件，也（yě）適（shì）合於生產（chǎn）鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。
(7)真 空 壓 鑄(vacuumdie casting)
真（zhēn） 空（kōng） 鑄 造：通過在（zài）壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的氣（qì）體而消除或（huò）顯著減少壓（yā）鑄件內的（de）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。
工 藝 流 程：
工 藝 特（tè） 點
優 點：
1、消除（chú）或減（jiǎn）少壓鑄件內部的氣孔，提（tí）高壓鑄件的機械性能和表麵質量（liàng），改（gǎi）善鍍覆性能;
2、減少型腔的反（fǎn）壓力，可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能（néng）用小機（jī）器（qì）壓鑄較大（dà）的鑄件;
3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的（de）鑄件;
缺 點：
1、模（mó）具密封結構複雜，製造及安裝較困難，因而成本較高（gāo）;
2、 真空壓鑄法如控製不當，效果就不是很顯著。
(8)擠 壓 鑄（zhù） 造(squeezing die casting)
擠 壓 鑄（zhù） 造：是使液態或半固態金屬在高壓下凝固、流動成（chéng）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（jiǎn）化和質量穩定等優點，是一種節能型的、具有潛（qián）在應用前景的金屬成形技術。
工 藝 流 程：
直 接 擠 壓 鑄 造：噴塗（tú）料、澆合金、合模、加壓、保（bǎo）壓、泄（xiè）壓，分模、毛坯脫模、複位（wèi）；
間 接 擠 壓 鑄 造：噴塗料、合模、給料、充型、加（jiā）壓（yā）、保（bǎo）壓（yā）、泄壓，分模、毛坯脫模、複位。
技 術（shù） 特 點：
1、可消除內部的氣孔、縮（suō）孔和縮鬆等（děng）缺陷；
2、表麵粗糙度低，尺寸精（jīng）度高；
3、可防止鑄造裂紋的產（chǎn）生；
4、便（biàn）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、銅合金、球墨鑄鐵等
(9)消 失 模 鑄 造（Lost foam casting ）
消 失 模（mó） 鑄 造（又稱實型鑄造）：是將（jiāng）與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫（mò）模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在（zài）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，凝固（gù）冷卻後形成鑄件的新型（xíng）鑄造方法。
工 藝 流 程：預發泡（pào）→發（fā）泡成型→浸（jìn）塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理（lǐ）
技 術 特 點：
1、鑄件精度高，無砂芯，減少了加工時（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）：適合成產結構複雜的各種（zhǒng）大小（xiǎo）較精密鑄件，合金種類不限，生產批量不限。如（rú）灰鑄鐵發（fā）動機箱體、高錳鋼彎（wān）管等。
(10)連 續 鑄 造（continual casting）
連 續 鑄（zhù） 造：是一種先進的鑄造方法，其原理是將（jiāng）熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結晶器的特殊金屬型中，凝（níng）固（結殼）了的鑄件，連續不斷地（dì）從結晶器的另一端拉（lā）出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。
工 藝 流 程：
技 術（shù） 特 點：
1、由於金屬被（bèi）迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；
2、節（jiē）約金屬，提高收得率；
3、簡化了工序，免除造型及其（qí）它工（gōng）序，因而減輕了勞動強度；所需生產麵積也大（dà）為減少；
4、連續（xù）鑄造生產易於實現（xiàn）機械（xiè）化和自動化，提高生產效率（lǜ）。
應用：用連（lián）續鑄造法可以（yǐ）澆注鋼（gāng）、鐵、銅合金、鋁（lǚ）合金、鎂合金等斷麵形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒（bàng）坯（pī）、管子等。
二、塑 性 成 型
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來加工製件的少切削或無切削的工藝方法。它的種類（lèi）有很多，主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉拔、衝（chōng）壓等。
(1)鍛 造（zào）
鍛 造（zào）：是一種利（lì）用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得（dé）具有一定機械（xiè）性能、一定形（xíng）狀和（hé）尺寸鍛件的加工方法。
根據成形機理，鍛造（zào）可分為自由鍛、模（mó）鍛、碾環、特殊鍛造（zào）。
自 由 鍛 造：一般是在錘鍛或者水壓機上，利（lì）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（de）加工方法。
模 鍛（duàn）：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利（lì）用模具來成形的。
碾 環：指通過專用（yòng）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（gū）、火車車輪等輪形零件。
特 種 鍛 造：包括輥鍛、楔橫（héng）軋、徑（jìng）向鍛造、液態模鍛等鍛造方式，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（liú） 程：鍛坯加熱→輥鍛備坯→模鍛成形（xíng）→切邊→衝孔→矯正（zhèng）→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（de）力學性能也都比鑄（zhù）件高甚至（zhì）比軋件高。
2、節約原材料，還（hái）能縮短加（jiā）工工時。
3、生產效率高（gāo）例。
4、自由（yóu）鍛造適合於單件小批量生產，靈活性比較大。
應 用：
大型軋（zhá）鋼機的軋輥（gǔn）、人字齒輪，汽輪發電機組的轉（zhuǎn）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（de）曲軸（zhóu）、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（yā）縮成型軋製使材料截麵減小，長度增加的壓力加工（gōng）方法。
軋（zhá） 製 分 類：
縱 軋（zhá）:就是金屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間（jiān）通過，並在其間產生塑（sù）性變形的過程。
橫 軋：軋件變形後運動方向與軋輥（gǔn）軸線方向一致。
斜 軋：軋件作螺旋運（yùn）動，軋件（jiàn）與軋輥軸線非特角。
工 藝 流 程：
應 用（yòng）：主要用在金屬材料（liào）型（xíng）材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料比（bǐ）如塑料（liào）製品及玻璃製品。
(3)擠 壓
擠（jǐ） 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長度增加，成為所需製品（pǐn）的加（jiā）工方法叫擠壓，坯料的這種（zhǒng）加工叫擠壓成型。
工 藝 流 程：
擠壓前準備→鑄棒（bàng）加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工時效→包（bāo）裝入庫
工 藝 特 點
優 點：
1、生產範圍廣，產品規格、品（pǐn）種多；
2、生產靈活性大，適合小批量生產；
3、產品尺寸（cùn）精度（dù）高，表麵質量好；
4、設備投資少，廠房（fáng）麵積小，易實現自動化生產。
缺 點：
1、幾何廢料損（sǔn）失大；
2、金屬流動不均勻；
3、擠壓速度（dù）低，輔助時間長；
4、工（gōng）具損耗大，成本高（gāo）。
生產適用範圍：主要用於製造（zào）長杆、深孔、薄壁、異型斷（duàn）麵零件。
(4)拉 拔
拉 拔：用外（wài）力作用（yòng）於被拉金屬的前端（duān），將金屬坯料從小於坯料斷麵的模孔中拉出（chū），以（yǐ）獲得相應的（de）形狀和尺寸（cùn）的製品的一種塑性加工方（fāng）法。
技 術 特（tè） 點
優 點：
1. 尺寸精（jīng）確，表麵光潔；
2. 工具、設備簡單；
3. 連續高（gāo）速生（shēng）產斷麵小的長製品。
缺 點：
1. 道次（cì）變形量與兩次退火間的（de）總變（biàn）形量有限；
2. 長度受限製。
生產適用範圍：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、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變（biàn）形或分離，從而獲（huò）得所需形狀和尺寸的工件（衝（chōng）壓件）的成形加工方法。
加 工 工 藝：
技 術 特 點：
1、可得到輕量、高剛性之製品。
2、生產性良好，適合大量生產、成本低。
3、可得到品質均一的製品。，
4、材料（liào）利用率（lǜ）高、剪切性及（jí）回收性良好（hǎo） 。
生產適用（yòng）範圍：
全世界的鋼材中（zhōng），有60～70%是板材，其中（zhōng）大部分經過（guò）衝壓製成成品。汽車的（de）車身、底盤、油箱、散熱器（qì）片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器（qì）的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀（yí）器（qì）儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件。
三、機 加 工（gōng）
機 加 工：是（shì）在在零件生（shēng）產過程中，直接用刀具在毛（máo）坯上切除多餘金（jīn）屬層厚度，使之或者圖紙要求的（de）尺寸精度、形狀和位置相互精度、表麵質量等技術要求（qiú）的加工過程。
常用機（jī）加工方法：
四、焊接
焊 接：也稱作熔接,鎔接是一種以（yǐ）加熱、高（gāo）溫或者（zhě）高壓的方式接合（hé）金屬或（huò）其（qí）他熱（rè）塑性材料如塑料的製造工藝及技術。
焊 接 分 類：
五、粉 末（mò） 冶 金
粉 末 冶 金：是製取金屬或用金（jīn）屬粉末（或金屬粉（fěn）末與非金屬粉末的混（hún）合物）作為原料，經過成形（xíng）和燒結，製造金屬材料、複合材料以及各種類型（xíng）製品的工藝技術。
工藝基本流（liú）程：
工（gōng） 藝 特 點
優（yōu） 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（zhì）造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會（huì）給材（cái）料任何汙染，有可（kě）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性和均勻性。
5、粉末（mò）冶金適宜於生產同一形狀（zhuàng）而數量多的產品，能大大降低生產成本（běn）。
缺 點（diǎn）：
1、在（zài）沒有批量的（de）情況下要考慮 零件的大小.
2、模具費用相對（duì）來說要高出（chū）鑄造模具.
生（shēng）產適用（yòng）範圍：
粉末冶金技術可（kě）以直接製成多孔、半致密或全致密材料（liào）和製品，如含油軸承、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（chéng）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（de）成（chéng）形方法。它是先（xiān）將所選（xuǎn）粉末與粘結劑進行混合，然（rán）後將混合料進行製粒再注射成形所需要的形狀（zhuàng）。
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（zhī）和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要（yào）進行表麵處理。
技 術 特 點：
1、一次成型負責零件（jiàn）；
2、製件表麵（miàn）質（zhì）量好（hǎo）、廢品率低、生產效率（lǜ）高（gāo）、易於（yú）實現自動化；
3、對模具材料要（yào）求低。
技 術（shù） 核 心：
粘接（jiē）劑是（shì）MIM技術（shù）的（de）核心隻有加入一定量的粘接劑，粉（fěn）末才具有增強流動性以適（shì）合注射成型和維持坯塊的基本形狀。
七、金 屬 半 固 態 成 型
半固態成型：利用（yòng）非枝晶半（bàn）固態（tài）金（jīn）屬（shǔ）（Semi-SolidMetals，簡稱（chēng）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 型（Thixoforming）
技 術（shù） 特（tè） 點：
1、減少液態成型（xíng）缺（quē）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（jiǎn）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（gōng）用於（yú）主缸、轉向係統零件、搖臂（bì）、發動（dòng）機活塞（sāi）、輪轂、傳動係統零件、燃油係統零件和空調零件等製造等航空、電子（zǐ）以（yǐ）及消費品等方麵。
八、3D 打 印
3D 打 印：是快速成型技術的（de）一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬（shǔ）或塑（sù）料等（děng）可粘合材料（liào），通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
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