材料成形方法对于零件设计很重要，是制造者们非常关心的问题，并且在材料加工过程中也是关键因素，今天将带大家去看看金属成形工艺。
一、铸造
液态金属被浇注到铸型型腔中，这个铸型型腔的形状和尺寸与零件相适应。然后让其冷却凝固，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
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方法得以获得。
工艺流程：
砂型铸造工艺流程
（2）熔模铸造()
工艺流程：
熔模铸造工艺流程
（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，金属液会冷却凝固钢材怎么校直，从而形成铸件。
工艺流程：
（4）低压铸造(low )
低压铸造指的是让液体金属在压力处于 0.02 至 0.06MPa 这样较低的范围作用下进行充填铸型的操作，并且在这个压力下让金属结晶从而形成铸件的一种方法。
工艺流程：
（5）离心铸造( )
离心铸造这种方法，是把金属液浇注入旋转着的铸型里，然后在离心力的作用下，金属液会填充铸型并凝固成形。
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中，从而提高了工艺出品率。
生产中空铸件时无需使用型芯。因此，在生产长管形铸件时，能够大幅度提升金属充型能力。
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，质量不是很好，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，都采用离心铸造工艺。通过采用离心铸造工艺，能够生产钢、铁及非铁碳合金铸件。在这些行业中，尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。
（6）金属型铸造( die )
这是一种获得铸件的成型方法，即金属型铸造。
工艺流程：
优点:
金属型的热导率较大，热容量也较大。它的冷却速度较快，能使铸件组织更为致密，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，并且质量稳定性好；能获得较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好。
因减少了砂芯的使用，所以改善了环境，减少了粉尘和有害气体，也降低了劳动强度。
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，才能够体现出良好的经济效果。
应用：
金属型铸造适用于大批量生产。它能生产形状复杂的铝合金铸件，也能生产形状复杂的镁合金等非铁合金铸件。同时，它还适合于生产钢铁金属的铸件以及铸锭等。
（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。
减少型腔的反压力的方法有：可以使用较低的比压；可以使用铸造性能较差的合金；有可能用小机器压铸较大的铸件。
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环境下凝固并流动成形，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，使质量保持稳定。它是一种节能型的金属成形技术，具有潜在的应用前景。
工艺流程：
直接进行挤压铸造，首先喷涂料，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，随后毛坯脱模，最后复位。
间接挤压铸造包括喷涂料这一动作，接着进行合模操作，然后给料，之后开始充型，再接着加压，之后进行保压，之后泄压钢材怎么校直，接着分模，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；
便于实现自动化流程。
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，也就是实型铸造：先将与铸件尺寸形状相近似的石蜡或泡沫模型粘结并组合成模型簇，接着刷涂耐火涂料且烘干，然后将其埋在干石英砂中进行振动造型，在负压条件下进行浇注，使模型气化，让液体金属占据模型原本的位置，最后凝固冷却便形成了铸件，这是一种新型的铸造方法。
最后清理。
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：
能够生产结构复杂的各种大小较为精密的铸件，对于合金种类没有限制，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。其原理为把熔融的金属持续浇入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，可以获得任意长或特定长度的铸件。
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，不再进行造型及其它工序，这样就减轻了劳动强度。同时，所需的生产面积也大幅度减少了。
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钢这种材料的长铸件，其断面形状不变，像铸锭等；能够浇注铁这种材料的长铸件，断面形状不变，如板坯等；能够浇注铜合金这种材料的长铸件，断面形状不变，如棒坯等；能够浇注铝合金这种材料的长铸件，断面形状不变，如管子等；能够浇注镁合金这种材料的长铸件，断面形状不变，像铸锭等。
二、塑性成型
塑性成型这种工艺方法，是借助材料所具有的塑性，通过工具及模具施加的外力，从而对制件进行加工。在这个过程中，切削量较少甚至没有切削。它的种类繁多，其中主要的有锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。
（1）锻造
锻造这种加工方法，是通过锻压机械对金属坯料施加压力，从而让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。通过利用简单的工具，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，这就是自由锻造的加工方法。
模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。
通过专用设备碾环机可以生产不同直径的环形零件，这种生产方式被称为碾环。同时，碾环也可用于生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。
特种锻造包含多种锻造方式，如辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等。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；随后进行矫正；接着进行中间检验；之后进行锻件热处理；再进行清理；接着进行矫正；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，锻件在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。它通过一对旋转的轧辊间隙（各种形状），利用轧辊的压缩作用，使金属坯料的截面减小，长度增加，从而实现成型轧制。
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。（关注“机械工程师”，绝对让您受益匪浅）
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，同时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。通过这种方式，坯料的横截面积会减小，而长度会增加，最终成为所需的制品。这种使坯料从模具中挤出从而改变其形状和尺寸的加工方法就叫挤压，而坯料所经历的这种加工过程就叫挤压成型。
工艺流程：
挤压前需做好准备；接着对铸棒进行加热；然后进行挤压操作；之后进行拉伸扭拧校直；再进行锯切（定尺）；接着取样进行检查；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，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。通过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。
生产适用范围包括：拉拔是金属管材的主要加工方法；拉拔是金属棒材的主要加工方法；拉拔是金属型材的主要加工方法；拉拔是金属线材的主要加工方法。
（5）冲压
冲压是利用压力机及模具给板材等施加外力，使它们产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方式。
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，有 60%到 70%是板材。这些板材大部分被冲压制成了成品。汽车的车身是冲压加工的，汽车的底盘是冲压加工的，汽车的油箱是冲压加工的，汽车的散热器片是冲压加工的。锅炉的汽包是冲压加工的，容器的壳体是冲压加工的，电机和电器的铁芯硅钢片也是冲压加工的。仪器仪表中有大量冲压件，家用电器中有大量冲压件，自行车中有大量冲压件，办公机械中有大量冲压件，生活器皿中有大量冲压件。
三、机械加工成型
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。通过这种方式，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：
四、焊接成型
焊接又称熔接和镕接，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：
五、粉末冶金成型
粉末冶金，是以金属或金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料。通过成形和烧结这两个步骤，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：
绝大多数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多孔材料，如含油轴承等；能够直接制成半致密材料，如齿轮等；能够直接制成全致密材料和制品，如凸轮、导杆、刀具等。
六、金属注射成型
MIM（metal）：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以实现成形。具体来说，是先把所选的粉末和粘结剂进行混合，接着把混合料制成颗粒，最后将其注射成形为所需的形状。
MIM工艺流程：
MIM 流程有四个独特的加工步骤，分别是混合、成型、脱脂和烧结，通过这些步骤来实现零部件的生产。并且会根据产品的特性来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。只有加入一定量的粘接剂，粉末才能够增强流动性，从而适合注射成型。并且只有加入一定量的粘接剂，粉末才能维持坯块的基本形状。
七、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（）
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。
八、3D打印成型
3D 打印是一种快速成型技术。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:
