还有机加工、焊接、粉末冶金、金属注射成型、金属半固态成型以及 3D 打印。
材料成形方法对于零件设计很重要，是零件设计的重要内容。同时，这也是制造者们非常关心的问题。并且，它还是材料加工过程中的关键因素。今天，我们将带大家来了解金属成形工艺。
▌ 铸造
液态金属被浇注到铸型型腔中，这个型腔的形状和尺寸与零件相适应。接着让其冷却凝固，通过这样的方式可以获得毛坯或零件。这种生产方法通常被叫做金属液态成形或者铸造。
工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件
工艺特点：
1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。
2、适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。
3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。
4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
铸造分类 ：
（1）砂型铸造（sand ）
砂型铸造是在砂型中生产铸件的一种铸造方法。钢、铁以及大多数有色合金的铸件都能够通过砂型铸造的方式得以获得。
工艺流程：
砂型铸造工艺流程
技术特点：
1、适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；
2、适应性广，成本低；
某些塑性很差的材料，像铸铁等，对于这些材料来说，砂型铸造是制造其零件或毛坯的唯一成形工艺。
应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件
（2）熔模铸造()
熔模铸造通常是用易熔材料制作模样，然后在模样表面包覆若干层耐火材料来制成型壳，接着将模样熔化并排出型壳，以此获得无分型面的铸型，经过高温焙烧之后就可以填砂浇注，这种铸造方案常被称为“失蜡铸造”。
工艺流程：
熔模铸造工艺流程
优点：
1、尺寸精度和几何精度高；
2、表面粗糙度高；
3、能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。
缺点：工序繁杂，费用较高
应用可用于生产小型零件，这些零件形状复杂、精度要求高，或者很难进行其他加工，例如涡轮发动机的叶片等。
（3）压力铸造(die )
压铸这种工艺，是通过高压把金属液以高速压进一个精密的金属模具型腔内，在压力的作用下，金属液冷却凝固，从而形成铸件。
工艺流程：
优点：
1、压铸时金属液体承受压力高，流速快
2、产品质量好，尺寸稳定，互换性好；
3、生产效率高，压铸模使用次数多；
4、适合大批大量生产，经济效益好。
缺点：
1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。
2、压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；
3、高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。
压铸件最先在汽车工业和仪表工业得到应用，之后逐步扩大到各个行业。这些行业包括农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机以及日用五金等多个领域。
（4）低压铸造(low )
低压铸造是一种方法，这种方法能让液体金属在较低压力的作用下进行充填铸型，这个较低压力的范围是 0.02 至 0.06MPa，并且在压力下结晶从而形成铸件。
工艺流程：
技术特点：
浇注时的压力能够进行调节，速度也可以调节。因此，它可以适用于各种不同的铸型，像金属型、砂型等。并且能够铸造各种合金以及各种大小的铸件。
采用底注式充型的方式，金属液充型过程较为平稳，没有飞溅的现象。这样就能够避免金属液卷入气体，同时也能避免对型壁和型芯进行冲刷。通过这种方式，提高了铸件的合格率。
铸件在压力作用下结晶。其组织致密，轮廓清晰，表面光洁。力学性能较高。对于大薄壁件的铸造来说，这种情况尤为有利。
4、省去补缩冒口钢材的生产分类及工艺，金属利用率提高到90～98%；
劳动强度较低，劳动条件较为良好，设备较为简易，容易实现机械化以及自动化。
应用：以传统产品为主（气缸头、轮毂、气缸架等）。
（5）离心铸造( )
离心铸造，就是把金属液浇注入旋转着的铸型里，在离心力的作用下，金属液会填充铸型并凝固成形，这是一种铸造方法。
工艺流程：
优点：
金属消耗几乎不存在于浇注系统和冒口系统，能提高工艺出品率；
生产中空铸件时无需使用型芯。因此，在生产长管形铸件时，能够极大地提升金属充型能力。
3、铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；
4、便于制造筒、套类复合金属铸件。
缺点：
1、用于生产异形铸件时有一定的局限性；
铸件的内孔直径存在不准确的情况，内孔表面较为粗糙，质量不太好，并且加工余量比较大。
3、铸件易产生比重偏析。
应用：
离心铸造最先被用于生产铸管。在国内外的冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业里，都采用了离心铸造工艺，以生产钢、铁及非铁碳合金铸件。尤其在离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产方面最为普遍。
（6）金属型铸造( die )
液态金属在重力作用下充填金属铸型，然后在型中冷却凝固，从而获得铸件，这种成型方法被称为金属型铸造。
工艺流程：
优点:
金属型的热导率较大，热容量也较大。所以它的冷却速度较快。这使得铸件组织较为致密。其力学性能比砂型铸件要高约 15%。
能获得较高尺寸精度的铸件，同时能获得较低表面粗糙度值的铸件，并且这些铸件的质量稳定性好。
因不使用砂芯且很少使用砂芯，所以能够改善环境，减少粉尘和有害气体的产生，同时也能降低劳动强度。
缺点：
金属型本身没有透气性，所以必须采取一定的措施，将型腔中的空气以及砂芯所产生的气体导出。
2、金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹；
金属型的制造周期比较长，成本也比较高。所以只有在进行大量成批生产的时候，才能够展现出良好的经济效果。
应用：
金属型铸造也适合生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
（7）真空压铸( )
真空铸造是一种先进的压铸工艺。在压铸过程中，会抽除压铸模具型腔内的气体。这样做能够消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体。进而可以提高压铸件的力学性能和表面质量。
工艺流程：
优点：
消除压铸件内部的气孔，以提高其机械性能；减少压铸件内部的气孔，以提升其表面质量；改善镀覆性能，从而提高压铸件的整体质量。
减少型腔的反压力时，可以采用较低的比压以及铸造性能较差的合金，这样有可能用小机器来压铸较大的铸件。
3、改善了充填条件，可压铸较薄的铸件;
缺点：
1、模具密封结构复杂，制造及安装较困难，因而成本较高;
2、 真空压铸法如控制不当，效果就不是很显著。
（8）挤压铸造( die )
挤压铸造这种方法，能让液态或半固态金属在高压作用下凝固并且流动成形，从而直接获得制件或毛坯。它具备液态金属利用率高的特点，还能简化工序并且使质量保持稳定。它是一种节能型的金属成形技术，有着潜在的应用前景。
工艺流程：
直接进行挤压铸造：先喷涂料，接着浇合金，然后合模，之后加压，再进行保压，之后泄压，接着分模，毛坯脱模，最后复位。
间接挤压铸造包括以下步骤：喷涂料，接着合模，然后给料，之后充型，再进行加压，接着保压，之后泄压，接着分模，随后毛坯脱模，最后复位。
技术特点：
1、可消除内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷；
2、表面粗糙度低，尺寸精度高；
3、可防止铸造裂纹的产生；
4、便于实现机械化、自动化。
可用于生产铝合金等铝合金类型的合金，可用于生产锌合金等锌合金类型的合金，可用于生产铜合金等铜合金类型的合金，可用于生产球墨铸铁等球墨铸铁类型的合金。
（9）消失模铸造（Lost foam ）
消失模铸造，也叫实型铸造：先将与铸件尺寸形状相近的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，接着刷涂耐火涂料并烘干，然后将其埋在干石英砂中进行振动造型，再在负压条件下进行浇注，使模型气化，最后让液体金属占据模型位置，凝固冷却后就形成了铸件，这是一种新型的铸造方法。
工艺流程包含以下步骤：先进行预发泡；接着进行发泡成型；然后进行浸涂料；之后进行烘干；再进行造型；随后进行浇注；接着进行落砂；最后进行清理。
技术特点：
1、铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间；
2、无分型面，设计灵活，自由度高；
3、清洁生产，无污染；
4、降低投资和生产成本。
应用：
可用于生产结构复杂的各种大小较为精密的铸件，对合金种类没有限制，生产批量也不受限制。例如灰铸铁发动机箱体以及高锰钢弯管等。
（10）连续铸造（ ）
连续铸造是一种先进的铸造方法。其原理为：将熔融的金属持续浇入一种特殊的金属型，即结晶器中。凝固（结壳）后的铸件会从结晶器的另一端连续不断地被拉出。通过这种方式，可获得任意长或特定长度的铸件。
工艺流程：
技术特点：
1、由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；
2、节约金属，提高收得率；
简化了工序，不再有造型及其它工序，这样就减轻了劳动强度。同时，所需的生产面积也大幅减少了。
4、连续铸造生产易于实现机械化和自动化，提高生产效率。
应用：
用连续铸造法能够浇注一些长铸件，这些长铸件的断面形状是不变的，比如钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等材质的铸锭、板坯、棒坯、管子等。
▌ 塑性成形
塑性成形是利用材料的塑性，通过工具及模具的外力作用来加工制件的一种工艺方法。这种方法少切削或无切削。它的种类繁多，主要包含锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。
（1）锻造
锻造是一种加工方法，它利用锻压机械对金属坯料施加压力，从而使金属坯料产生塑性变形，进而获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件。
根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
自由锻造通常是在锤锻设备或者水压机上进行。通过使用简单的工具，把金属锭或者块料锤打，从而使其成为所需要的形状和尺寸，这是一种加工方法。
模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。
碾环是通过专用设备碾环机来生产不同直径的环形零件的。同时，它也被用于生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。
特种锻造包含辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式。这些锻造方式比较适合用于生产某些具有特殊形状的零件。
工艺流程包括：先对锻坯进行加热；接着进行辊锻备坯；然后进行模锻成形；之后进行切边；再进行冲孔；接着进行矫正；之后进行中间检验；再进行锻件热处理；接着进行清理；然后进行矫正；最后进行检查
技术特点：
锻件质量比铸件高，所以能承受大的冲击力作用。锻件的塑性比铸件高，锻件的韧性比铸件高，锻件的其他方面的力学性能也比铸件高，甚至比轧件高。
2、节约原材料，还能缩短加工工时。
3、生产效率高例。
4、自由锻造适合于单件小批量生产，灵活性比较大。
应用：
大型轧钢机有轧辊和人字齿轮；汽轮发电机组存在转子、叶轮和护环；巨大的水压机具备工作缸和立柱；机车有轴；汽车和拖拉机有曲轴、连杆等。
（2）轧制
轧制是一种压力加工方法。通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），将金属坯料进行加工。在这个过程中，金属坯料受轧辊的压缩而成型，从而使材料的截面减小，长度增加。
轧制分类：
按轧件运动分有：纵轧、横轧、斜轧。
金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并且在其间会产生塑性变形，这个过程就是纵轧。
横轧：轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。
斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角。
工艺流程：
应用：
主要用于金属材料的型材、板和管材等，也用于一些非金属材料，像塑料制品以及玻璃制品。
（3）挤压
坯料在三向不均匀压应力的作用下，会从模具的孔口或缝隙挤出。通过这种挤出方式，坯料的横截面积会减小，而长度会增加，从而成为所需的制品。这种将坯料进行加工的方法叫做挤压，而坯料的这种加工过程则叫做挤压成型。
工艺流程：
挤压前需做好准备，接着对铸棒进行加热，之后进行挤压操作，然后进行拉伸扭拧校直，再进行锯切（定尺），接着取样检查，之后进行人工时效，最后进行包装入库。
优点：
1、生产范围广，产品规格、品种多；
2、生产灵活性大，适合小批量生产；
3、产品尺寸精度高，表面质量好；
4、设备投资少，厂房面积小，易实现自动化生产。
缺点：
1、几何废料损失大；
2、金属流动不均匀；
3、挤压速度低钢材的生产分类及工艺，辅助时间长；
4、工具损耗大，成本高。
生产适用范围：主要用于制造长杆、深孔、薄壁、异型断面零件。
（4）拉拔
拉拔是一种塑性加工方法。它通过用外力作用于被拉金属的前端，把金属坯料从比坯料断面小的模孔中拉出来，从而获得具有相应形状和尺寸的制品。
优点：
1. 尺寸精确，表面光洁；
2. 工具、设备简单；
3. 连续高速生产断面小的长制品。
缺点：
1. 道次变形量与两次退火间的总变形量有限；
2. 长度受限制。
生产的适用范围如下：拉拔这种加工方法主要用于金属管材、棒材、型材以及线材。
（5）冲压
冲压是依靠压力机和模具对型材施加外力，让其产生塑性变形或分离进而获得所需工件。
技术特点：
1、可得到轻量、高刚性之制品。
2、生产性良好，适合大量生产、成本低。
3、可得到品质均一的制品。，
4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。
适用范围：
全世界的钢材里，60%到 70%是板材。这些板材大部分被冲压制成了成品。像汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机和电器的铁芯硅钢片等都是这样制成的。在仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也存在大量的冲压件。
▌ 机加工
机加工是在零件生产过程中进行的。它直接用刀具在毛坯上切除多余金属层的厚度。通过这样的操作，使零件达到图纸要求的尺寸精度、形状和位置精度以及表面质量等技术要求。这就是机加工的加工过程。
常用机加工方法：
▌ 焊接
焊接也被称作熔接和镕接。它是一种通过加热、高温或者高压的方式来接合金属或其他热塑性材料（如塑料）的制造工艺及技术。
焊接分类：
▌ 粉末冶金
粉末冶金，就是制取金属或者用金属粉末（或者金属粉末与非金属粉末的混合物）当作原料，通过成形以及烧结这两个步骤，来制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
工艺基本流程：
优点：
多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、节约金属，降低产品成本。
3、不会给材料任何污染，有可能制取高纯度的材料。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
粉末冶金适合生产形状相同且数量较多的产品，能够使生产成本大幅降低。
缺点：
1、在没有批量的情况下要考虑 零件的大小。
2、模具费用相对来说要高出铸造模具。
生产适用范围：
粉末冶金技术能够直接制成材料和制品，这些材料和制品可以是多孔的，也可以是半致密的或者全致密的。例如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等都可以通过粉末冶金技术直接制成。
▌ 金属注射成型
MIM（金属）：它被简称为金属注射成形。这种方法是把金属粉末与粘结剂的增塑混合料注射到模型中去。首先要把所选的粉末和粘结剂进行混合，接着把混合料制成颗粒，最后再注射成形出所需的形状。
MIM工艺流程：
MIM 流程的零部件生产通过四个独特加工步骤来实现，这四个步骤分别是混合、成型、脱脂和烧结。针对产品特性，会决定是否需要进行表面处理。
技术特点：
1、一次成型负责零件；
2、制件表面质量好、废品率低、生产效率高、易于实现自动化；
3、对模具材料要求低。
技术核心：
粘接剂是 MIM 技术的核心部分。如果要让粉末具有增强流动性以适合注射成型，并且维持坯块的基本形状，就需要加入一定量的粘接剂。
▌ 金属半固态成型
半固态成型：利用非枝晶半固态金属（Semi-，简称 SSM）所具备的流变性以及搅熔性，以此来对铸件的质量进行控制。
半固态成型可分为流变成型和触变成型。
(1)流变成型（）
Rheo
(2)触变成型（）
技术特点：
1、减少液态成型缺陷，显著提高质量和可靠性；
2、成型温度比全液态成型温度低，大大减少对模具的热冲击；
3、能制造常规液态成型方法不可能制造的合金；
应用：
目前已成功用于制造航空方面的主缸等零件，用于制造电子方面的转向系统零件等，用于制造消费品方面的摇臂等零件，还用于制造航空方面的发动机活塞等零件，用于制造电子方面的轮毂等零件，用于制造航空方面的传动系统零件等，用于制造电子方面的燃油系统零件等，用于制造消费品方面的空调零件等。
▌ 3D打印
3D 打印是快速成型技术的一种。它以数字模型文件为基础。运用粉末状金属或塑料等可粘合材料。通过逐层打印的方式来构造物体。
3D打印技术比较:
