機械加工必知的 金（jīn） 屬 成 型 工（gōng） 藝
點（diǎn）擊量：584 發布（bù）時（shí）間：2017-03-11 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製（zhì）造技術有限公司
一、鑄 造
液態金屬澆（jiāo）注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型（xíng）型腔中（zhōng），待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方（fāng）法，通（tōng）常（cháng）稱為金屬液態成形或鑄造。
工 藝 流 程：液體金（jīn）屬→充型→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（nèi）腔形狀複雜的製件。
2、適應性強，合金種類（lèi）不受限製，鑄件（jiàn）大小幾乎不受限製。
3、材料（liào）來源（yuán）廣，廢品可重熔，設備投資低。
4、廢品率（lǜ）高、表（biǎo）麵質量較低、勞動條件差。
鑄 造 分 類 ：
(1)砂 型 鑄 造（sand casting）
砂 型（xíng） 鑄 造：在砂型中生產鑄件的（de）鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方（fāng）法獲得。
工 藝 流 程：
砂（shā）型鑄造工藝流程（chéng）
技 術 特 點：
1、適合於（yú）製成形狀複（fù）雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；
2、適應性廣，成本低；
3、對於（yú）某（mǒu）些塑性（xìng）很差（chà）的材料，如鑄鐵等（děng），砂型鑄造是製造其零件或，毛（máo）坯的唯一的成形工藝。
應 用：汽車的發動機氣缸體（tǐ）、氣缸蓋、曲（qǔ）軸（zhóu）等鑄件（jiàn）
(2)熔 模（mó） 鑄 造(investmentcasting)
熔 模 鑄 造：通常是指在易熔材料（liào）製成模樣，在模樣表麵包覆若（ruò）幹層（céng）耐火材料製成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從（cóng）而獲得無分型麵的鑄型，經高溫焙燒（shāo）後即可填砂澆注的鑄造方案。常稱（chēng）為“失蠟鑄（zhù）造”。
工 藝 流（liú） 程：
熔模鑄造（zào）工藝流程
工 藝 特 點
優 點：
1、尺寸精度和幾（jǐ）何精度高；
2、表麵粗糙度高；
3、能夠鑄造外型複雜的鑄（zhù）件，且鑄造的合金不受限製。
缺 點：工序繁雜，費用較（jiào）高
應 用：適用於生產形狀複雜、精度要求高、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(die casting)
壓 鑄：是利用高壓將金屬液高速壓（yā）入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成（chéng）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（chǎn）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、鑄件容易產生細小的氣孔和縮鬆（sōng）。
2、壓（yā）鑄件塑性低，不宜在衝擊（jī）載荷及（jí）有震動的（de）情況下工作；
3、高熔點合金壓鑄（zhù）時，鑄型（xíng）壽命低，影響壓鑄（zhù）生產的擴大。
應 用：壓鑄件最先應（yīng）用在汽車工業和儀表工業，後來逐步（bù）擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電子（zǐ）工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾（zhōng）表、照相機和日用五金等多個行業。
(4)低 壓 鑄（zhù） 造(low pressure casting)
低 壓 鑄 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（fāng）法.。
工 藝 流 程：
技 術 特 點：
1、澆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（shǔ）型、砂型等（děng）），鑄造各種合金及各種（zhǒng）大小的鑄件；
2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無（wú）飛濺（jiàn）現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯（xīn）的衝刷，提高了鑄件的合格率；
3、鑄件在壓力（lì）下結晶（jīng），鑄件（jiàn）組織致密、輪廓清（qīng）晰、表麵光潔（jié），力學性能較高，對於（yú）大薄（báo）壁件的鑄造尤為有利；
4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%；
5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易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（zào）(centrifugal casting)
離 心 鑄 造：是將金屬液澆入旋轉的鑄型中，在離（lí）心力作用下填充鑄型而凝（níng）固成形的一種鑄造方法。
工（gōng） 藝 流 程：
工 藝 特（tè） 點
優 點：
1、幾乎不存在澆注係統和（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（gù）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、夾渣等缺陷少，力學性能高；
4、便於製造筒、套類複合金屬鑄件。
缺 點：
1、用於生產異（yì）形鑄件時有一定的局限性；
2、鑄件內孔直徑不準（zhǔn）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（piān）析。
應 用：
離心鑄造最早用於生（shēng）產鑄管，國內外在冶（yě）金、礦山（shān）、交通、排灌機械、航空、國防、汽車（chē）等行業中均采用離心鑄造工藝，來生產鋼（gāng）、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（zuì）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鑄型並在型中冷卻凝固而獲（huò）得鑄件的一種成型方法。
工 藝 流 程：
工 藝 特 點
優 點:
1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷（lěng）卻（què）速（sù）度快（kuài），鑄件組織致密，力（lì）學性能比砂型鑄件高15%左（zuǒ）右。
2、能獲得（dé）較高尺寸精度和較低表麵粗（cū）糙度值的鑄（zhù）件（jiàn），並且質量穩定性好。
3、因不（bú）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，必須采用一定的措施（shī）導出型腔中的空氣和砂芯所產生（shēng）的（de）氣體；
2、金屬型無退讓性，鑄件凝固（gù）時容易產生裂紋；
3、金屬型製造周期較長，成本較（jiào）高。因此隻（zhī）有在大量成批生產時，才能顯示出好的經濟效果。
應（yīng） 用：金屬型鑄造既適用（yòng）於大批量生產（chǎn）形狀複（fù）雜的鋁合金、鎂合金等非（fēi）鐵合金鑄件，也適合（hé）於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。
(7)真 空 壓 鑄（zhù）(vacuumdie casting)
真 空 鑄 造：通過在壓鑄過程中抽除壓鑄（zhù）模具型腔內的氣體而消（xiāo）除或顯著減少壓鑄件內的氣孔和（hé）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 點
優 點：
1、消除或減少壓鑄件內部的氣（qì）孔，提高壓鑄件的機械性能和表麵質（zhì）量，改善鍍覆性能;
2、減少型腔的反壓（yā）力，可使用（yòng）較低的（de）比壓及鑄造（zào）性能較差的合金，有可能用小機器壓鑄（zhù）較（jiào）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、 真空壓鑄法如控製不（bú）當，效果就不是很（hěn）顯著。
(8)擠 壓 鑄 造(squeezing die casting)
擠 壓（yā） 鑄 造（zào）：是使液（yè）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（tā）具有液（yè）態金屬利用（yòng）率高、工序簡化和質量穩定等優點，是一（yī）種（zhǒng）節能型的、具有潛在應用前（qián）景的金屬（shǔ）成形技術（shù）。
工 藝 流 程：
直 接 擠 壓（yā） 鑄 造（zào）：噴塗料、澆（jiāo）合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯（pī）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，分模、毛坯脫模、複（fù）位。
技 術 特（tè） 點：
1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；
2、表麵粗糙度低，尺寸精度高；
3、可防止鑄造裂紋的產生；
4、便於實現機（jī）械化、自（zì）動（dòng）化。
應 用：可（kě）用（yòng）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
(9)消 失 模 鑄 造（Lost foam casting ）
消 失 模 鑄 造（又稱實型鑄造）：是將與鑄（zhù）件尺寸形狀相（xiàng）似的石蠟或泡沫模型粘結組合成（chéng）模型簇，刷塗耐火塗料並（bìng）烘幹後，埋在幹石英砂（shā）中振動造型，在負壓下（xià）澆注，使模型氣化（huà），液體金屬占據模（mó）型位置，凝固冷卻後形（xíng）成鑄件的新（xīn）型鑄（zhù）造方法。
工 藝 流 程：預發泡→發泡成型→浸塗（tú）料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理
技 術 特 點：
1、鑄（zhù）件（jiàn）精（jīng）度高，無砂芯，減少了加（jiā）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（yīng） 用：適合成產結構複雜的（de）各種大小較精密鑄件，合金種類不限，生產批量（liàng）不限。如灰鑄鐵發動機箱體、高錳鋼彎管等。
(10)連 續 鑄 造（continual casting）
連 續 鑄 造：是一種先進的鑄（zhù）造方法，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（xù）不斷地從結晶器的另一端拉出，它可獲得任意長（zhǎng）或（huò）特定的長度的（de）鑄件（jiàn）。
工 藝（yì） 流 程：
技 術 特 點：
1、由於金屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機（jī）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，因而減輕了勞動強度；所需（xū）生產麵積也大為（wéi）減（jiǎn）少；
4、連續（xù）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（jiāo）注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵（miàn）形狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。
二、塑 性 成 型
塑 性 成 形:就是利用材料的塑性，在工具（jù）及模具的（de）外力作用下來加工製件的少（shǎo）切（qiē）削或無切（qiē）削的（de）工藝方法。它（tā）的種類有很多，主要包（bāo）括鍛造、軋製、擠壓、拉（lā）拔、衝壓等（děng）。
(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（yǐ）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。
根據成形機理，鍛造可分為自由（yóu）鍛、模鍛、碾（niǎn）環、特殊鍛造。
自 由 鍛 造：一般是在錘鍛或者水壓機上，利用（yòng）簡單的工具（jù）將金屬錠或者塊料錘成所需（xū）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（xíng）的。
碾 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（chǎn）汽車（chē）輪轂、火車車輪等輪形零件。
特 種 鍛 造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液（yè）態（tài）模鍛等鍛造方式，這些方（fāng）式都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（chéng）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（zhì）比軋件高。
2、節約原材料，還能縮短加工工時。
3、生產效率高例。
4、自由鍛造適合於單件（jiàn）小批量生產，靈活性比較大。
應 用：
大型軋鋼機（jī）的軋輥、人字齒輪，汽輪發電機組的轉子、葉輪、護環，巨（jù）大的水壓機工作缸和立柱，機車軸（zhóu），汽車和拖拉機的曲軸、連杆等。
(2)軋 製
軋 製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥（gǔn）的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵（miàn）減小，長度增加的壓力加（jiā）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（jiān）通過，並在其間產生塑性變形的（de）過程。
橫 軋：軋件變形後運動（dòng）方向與（yǔ）軋輥軸線方向一致。
斜 軋：軋（zhá）件作螺（luó）旋（xuán）運動，軋件（jiàn）與軋輥軸線（xiàn）非特（tè）角。
工 藝 流 程：
應 用：主要用在（zài）金（jīn）屬材料型材，板，管材（cái）等 ，還有一些非金屬材料比（bǐ）如塑料製品及玻璃製品。
(3)擠 壓
擠 壓：坯料在三向不（bú）均勻（yún）壓應力作用下，從模具的孔口或縫隙（xì）擠出使之橫截（jié）麵積（jī）減小長度增加，成為所需製品的（de）加工方法叫（jiào）擠壓，坯（pī）料的這種加工（gōng）叫（jiào）擠壓成型。
工 藝 流 程：
擠壓前準備（bèi）→鑄棒加熱→擠壓（yā）→拉伸（shēn）扭擰校直→鋸切（定尺）→取（qǔ）樣檢查→人工時效→包裝入庫
工 藝 特 點
優 點：
1、生產（chǎn）範圍廣，產品規（guī）格、品（pǐn）種多；
2、生產靈活性大，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，易實現自動化生產。
缺（quē） 點：
1、幾何廢料損失大；
2、金屬流動（dòng）不均勻；
3、擠壓速度（dù）低，輔助時間長；
4、工具（jù）損耗大，成本高。
生產適用範圍：主要用於製造長杆、深（shēn）孔、薄壁、異型斷麵零件。
(4)拉 拔
拉 拔：用外力作用於（yú）被拉金（jīn）屬的（de）前（qián）端，將金屬（shǔ）坯料從小（xiǎo）於坯料斷麵（miàn）的模孔中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑（sù）性加工方法。
技 術 特 點
優（yōu） 點：
1. 尺寸精確，表麵光潔；
2. 工具、設備簡（jiǎn）單；
3. 連續（xù）高速生（shēng）產斷麵小的長（zhǎng）製（zhì）品。
缺 點：
1. 道（dào）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（shì）用範（fàn）圍：拉拔是（shì）金屬管材、棒（bàng）材、型材及線材的主要加工方法。
(5)衝 壓
衝 壓：是靠壓力機和（hé）模具對板（bǎn）材、帶材（cái）、管材和型材等施加外力，使之（zhī）產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺（chǐ）寸的工件（衝壓件）的成形加工（gōng）方法。
加（jiā） 工（gōng） 工 藝：
技 術 特 點：
1、可得（dé）到（dào）輕量、高剛性之製品。
2、生（shēng）產性良好，適合大量生產、成（chéng）本低（dī）。
3、可得到品質均一的（de）製品。，
4、材料利用率高、剪（jiǎn）切（qiē）性及（jí）回收（shōu）性良好 。
生產適用範圍：
全（quán）世界（jiè）的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經（jīng）過（guò）衝壓（yā）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（tiě）芯矽鋼片等都是（shì）衝壓加工的。儀器儀表、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（sān）、機 加 工
機（jī） 加 工：是在在零件生產過程中，直接用刀具在毛坯上切（qiē）除多餘金屬層厚度，使之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀（zhuàng）和位置相互精度、表麵質量等技（jì）術要（yào）求的加工過程。
常用機加工方法：
四、焊接
焊 接：也稱作熔接,鎔接（jiē）是一種以加熱（rè）、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料（liào）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）作（zuò）為原料，經（jīng）過成形（xíng）和燒結，製造金屬（shǔ）材料、複合材料以及（jí）各種類型（xíng）製品的（de）工藝技（jì）術。
工藝基本流程：
工 藝 特 點
優 點：
1、絕大多（duō）數難熔金屬及其（qí）化合物、假合金（jīn）、多（duō）孔材料隻能用粉末冶金方法來製造。
2、節約金屬，降低產品成本。
3、不會給材料任何汙染，有（yǒu）可（kě）能製取高純度的材料。
4、粉（fěn）末冶金法能保證材（cái）料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金（jīn）適宜於生產同一形狀（zhuàng）而數量多（duō）的產品，能大（dà）大降低生產成本。
缺 點：
1、在（zài）沒有批量的情況下要考慮（lǜ） 零件的（de）大小.
2、模具費用（yòng）相對來說要高出鑄（zhù）造模具.
生產適用範圍：
粉末冶（yě）金技術可以直接製成多孔、半致密或全致密材料（liào）和製品，如含油軸承、齒（chǐ）輪、凸輪、導杆、刀具等。
六、金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是（shì）金屬注射成形的簡稱（chēng）。是將金（jīn）屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成（chéng）形方法。它是先將所（suǒ）選粉末與粘結劑進行混合，然後將混合（hé）料進行製粒（lì）再（zài）注射成（chéng）形所需要的形狀。
MIM 工（gōng） 藝 流 程：
MIM流程分為四（sì）個獨（dú）特加工步（bù）驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產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技術的核心隻有加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動（dòng）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（bàn）固態成型：利用（yòng）非枝晶半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱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 成 型（Thixoforming）
技 術 特 點：
1、減少液態成型缺陷，顯著提（tí）高質量和可靠性；
2、成型溫度比全液態成（chéng）型溫度低，大（dà）大減少對模具的熱衝擊；
3、能（néng）製（zhì）造常規液態成型方法不可能製造的合金；
應 用：
目前已成功用於主缸（gāng）、轉向係統零件、搖臂、發動機活塞、輪轂、傳動係統零件、燃油（yóu）係統零件和空調零件等製造等航空（kōng）、電（diàn）子以及消費品等方麵。
八、3D 打 印
3D 打 印：是快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料（liào）等可粘合材（cái）料（liào），通過逐層（céng）打印的方式來構造物體（tǐ）的（de）技術。
