一站式精密(mì)五金件(jiàn)加工製(zhì)造(zào)
0769-33365859
138-2527-8561
材料成形方法是零件設計(jì)的重要內容,也是製造(zào)者們極度(dù)關心的問(wèn)題,更是材料加工過程中的關鍵因素,今天就帶大家來看看金屬成形工藝。
▌ 鑄造
液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄(zhù)型型腔中,待其冷卻凝固,以獲得毛(máo)坯或(huò)零件的(de)生產方法,通常稱為金屬液態成形(xíng)或鑄造(zào)。
工藝流程(chéng):液體金(jīn)屬(shǔ)→充型→凝固收縮→鑄件
工藝(yì)特點:
1、可生(shēng)產形狀任意複雜的製件(jiàn),特(tè)別是內腔形狀複雜(zá)的製件。
2、適應性強,合金種類不受限製,鑄件大小幾乎不受限製。
3、材料來源廣,廢品可重熔,設(shè)備投資低。
4、廢品率高(gāo)、表麵質量較(jiào)低、勞動條件差。
鑄造分類 :
(1)砂型(xíng)鑄造(sand casting)
砂型鑄造:在砂型中(zhōng)生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造(zào)方法獲得。
工藝流程:
砂型鑄造工藝流程
技術特點:
1、適合於製成形狀複雜,特別是具有複雜內(nèi)腔的毛坯;
2、適應性廣,成本低;
3、對於某些塑性很差的材(cái)料,如鑄鐵等,砂型鑄造是製造其零(líng)件(jiàn)或,毛坯的(de)唯一的成形工藝(yì)。
應用:汽車的發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件
(2)熔模鑄造(investmentcasting)
熔模鑄造:通常是指在易熔材料(liào)製成模(mó)樣,在模(mó)樣表麵包覆若(ruò)幹層耐火材料製成型殼,再將模樣熔化排出型殼,從而獲得無分型麵的鑄型,經高溫焙燒後即可填砂(shā)澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。
工藝流(liú)程:
熔模鑄造工藝流程
優點:
1、尺寸精(jīng)度和幾何精度高;
2、表(biǎo)麵粗糙度高;
3、能夠鑄造外型複雜的(de)鑄件,且鑄造(zào)的合金不受限製。
缺點:工序繁雜,費用較高
應(yīng)用:適(shì)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(shǔ)液高速壓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鑄件。
工藝流程:
優點(diǎn):
1、壓鑄時金屬液體承(chéng)受壓(yā)力高,流速快
2、產品質量(liàng)好,尺寸穩定,互(hù)換性好(hǎo);
3、生產效(xiào)率高,壓(yā)鑄模使用(yòng)次數多;
4、適合大批大量(liàng)生產(chǎn),經濟效益好。
缺點:
1、鑄件容易產生細小的氣孔(kǒng)和縮鬆。
2、壓鑄件塑(sù)性低,不宜在衝擊(jī)載荷及有震動(dòng)的情況下工作;
3、高熔點合金壓鑄時(shí),鑄型壽命低(dī),影響壓鑄(zhù)生產的擴大(dà)。
應用:壓鑄件最先應用在汽(qì)車工業(yè)和儀表工業,後(hòu)來逐步擴大到各個行業,如農業機械(xiè)、機(jī)床工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鍾表、照相機和(hé)日用五金(jīn)等多個行業(yè)。
(4)低壓鑄造(low pressure casting)
低壓鑄造:是指使(shǐ)液(yè)體金屬在較(jiào)低壓力(0.02~0.06MPa)作用下充填(tián)鑄型,並在壓力下結晶以形(xíng)成鑄件的方法.。
工(gōng)藝流程:
技術特點(diǎn):
1、澆注時的壓力和速度可以(yǐ)調節,故可適用於各種不同鑄型(如金屬型、砂型等),鑄造(zào)各種合(hé)金及(jí)各種大小的鑄件;
2、采用底注式充型,金(jīn)屬液充型平穩,無飛濺現象,可避免(miǎn)卷入氣體及對型壁和型芯的(de)衝(chōng)刷,提高(gāo)了鑄件的合(hé)格率;
3、鑄件(jiàn)在壓力下結晶,鑄件組織(zhī)致(zhì)密、輪廓清晰(xī)、表(biǎo)麵光潔,力學性能較高,對於大薄壁件的鑄造尤為有利;
4、省去補縮冒口,金屬利用率提高(gāo)到(dào)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(tǒng)產品為主(氣缸頭、輪(lún)轂(gū)、氣(qì)缸架等)。
(5)離心鑄造(centrifugal casting)
離心鑄造:是將金屬液澆入旋轉的(de)鑄型中,在離心力作用下填充鑄型而凝固(gù)成形的一種鑄造方法(fǎ)。
工藝流程:
優點:
1、幾乎不存(cún)在(zài)澆注係統和冒口係統的金屬消耗,提高工藝出品率;
2、生產中空鑄件時(shí)可不用型芯,故在生產長管形鑄件時可大幅度(dù)地(dì)改善金屬充型能力;
3、鑄件致密度高,氣孔、夾渣等缺陷少(shǎo),力(lì)學性能高(gāo);
4、便於製造筒、套類複合金(jīn)屬鑄件。
缺點:
1、用(yòng)於生(shēng)產異形鑄件時有一(yī)定的局(jú)限性;
2、鑄件內孔直徑不準確,內孔表麵比較粗(cū)糙,質量較(jiào)差,加工餘量大;
3、鑄件易產生比重偏析。
應用:
離心鑄造最早用於(yú)生產鑄管,國內外(wài)在冶金、礦山、交通、排灌(guàn)機械、航(háng)空、國防(fáng)、汽車等(děng)行業(yè)中均采(cǎi)用離心鑄造工藝,來生產鋼、鐵(tiě)及非鐵碳合金鑄件(jiàn)。其中尤以離心鑄鐵管、內燃機缸套和軸套等鑄(zhù)件的生產最為普遍。
(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(zhù)型並在型中冷卻凝固而獲得鑄件的一種成型方法。
工藝流程:
優點:
1、金屬型的熱導率和(hé)熱容量大,冷卻速度快,鑄件組織致密,力學性能(néng)比(bǐ)砂(shā)型鑄件高15%左右。
2、能獲(huò)得較高尺(chǐ)寸精度和較低表麵粗糙(cāo)度值的鑄件,並且質量穩定性好。
3、因不用和很少用砂芯,改(gǎi)善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動(dòng)強度。
缺點:
1、金屬型(xíng)本身無透(tòu)氣性,必須采用一定的措施導出(chū)型腔中的空氣和砂芯所產生的氣體;
2、金屬型無退(tuì)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。因此隻有在大量成批生產時,才能顯示出好的經濟效果。
應用:
金屬型鑄造既適用於大(dà)批量生產形狀複雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件,也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠(dìng)等。
(7)真(zhēn)空壓鑄(zhù)(vacuumdie casting)
真空鑄造:通過在壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內(nèi)的(de)氣體而消除或顯著減少壓鑄件內的氣孔和溶(róng)解氣體,從而提高(gāo)壓鑄件力學性能(néng)和表麵質量的先進壓鑄工藝。
工藝流程:
優點:
1、消除或減少壓(yā)鑄件內部的(de)氣孔,提高壓鑄件的機械性(xìng)能和表麵質量,改善鍍覆性能;
2、減少型腔的反壓力,可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合(hé)金(jīn),有可能用小機器壓鑄較大的鑄件;
3、改善了充(chōng)填條件,可(kě)壓鑄(zhù)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(zhēn)空(kōng)壓鑄法如控製不當,效果就不是很顯著。
(8)擠壓鑄造(squeezing die casting)
擠壓鑄(zhù)造:是使液態(tài)或半固態金屬(shǔ)在高壓下凝固、流(liú)動成形,直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態(tài)金屬利用率高、工序簡化和質量穩定等優點,是一種節能型的、具有潛在應用前景的金屬成形技(jì)術。
工藝(yì)流(liú)程:
直接擠壓鑄造:噴塗料、澆合(hé)金、合(hé)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、合模、給料、充型、加(jiā)壓、保壓、泄壓,分模、毛坯脫模、複位。
技術(shù)特點:
1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮(suō)鬆等缺(quē)陷(xiàn);
2、表(biǎo)麵(miàn)粗糙度(dù)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(huà)、自動化(huà)。
應用:可用於生產(chǎn)各(gè)種類型的合金,如鋁(lǚ)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(zào)):是(shì)將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡(pào)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(shā)中振動造型,在負(fù)壓(yā)下澆注,使模型氣化,液體金屬占據模型位置,凝固冷卻(què)後形成鑄件的新型鑄造方法(fǎ)。
工藝流程:預發泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理
技術特點:
1、鑄件精度高,無砂(shā)芯,減少(shǎo)了加工時(shí)間(jiān);
2、無(wú)分型麵,設計靈活,自由度高;
3、清潔生產(chǎn),無汙染;
4、降低投(tóu)資和生產(chǎn)成本。
應用:
適合成產結構複雜的各種大小較精密(mì)鑄件,合金種類不限,生(shēng)產批量不限。如灰鑄鐵發動機箱體、高(gāo)錳鋼彎管等。
(10)連(lián)續鑄造(continual casting)
連續鑄造(zào):是一種先進的鑄造(zào)方法,其原理是(shì)將熔融的金屬,不斷澆入一(yī)種叫做結晶器的(de)特殊金屬型中,凝固(結(jié)殼)了的鑄件,連續不斷地從結晶器的另一端拉出,它可獲得任意長或特定的(de)長度的鑄件。
工藝流程:
技術特(tè)點:
1、由於金(jīn)屬被迅速冷卻,結晶致密,組織均勻,機械性能(néng)較好;
2、節約金屬,提高收得率(lǜ);
3、簡化了工序,免除造型及其(qí)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注鋼、鐵、銅合金(jīn)、鋁合(hé)金、鎂合金等斷麵形狀不變的長(zhǎng)鑄(zhù)件(jiàn),如鑄錠、板坯、棒坯(pī)、管子等。
▌ 塑性成形
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(gōng)藝方法。它的種(zhǒng)類有很多,主要包括鍛造、軋製、擠壓、拉(lā)拔、衝壓等。
(1)鍛造
鍛造:是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金(jīn)屬坯料施加壓力,使其產生(shēng)塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工(gōng)方法。
根據成形機理,鍛造可分為自由鍛(duàn)、模鍛、碾環、特殊鍛造。
自由鍛造:一般是在錘鍛或(huò)者水壓(yā)機上,利(lì)用簡單的工具將金屬錠(dìng)或者塊料錘成所(suǒ)需要形狀和尺寸的加工方法。
模鍛:是在模鍛錘或者熱模鍛壓(yā)力機上利用模具(jù)來成形的。
碾環:指通過專用設備碾(niǎn)環機(jī)生產不同直徑的環形零件,也用來生產汽車輪轂、火車車輪等輪(lún)形(xíng)零件。
特種(zhǒng)鍛造:包括輥鍛(duàn)、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式,這些方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(gǔn)鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢(jiǎn)驗→鍛件熱處(chù)理→清理→矯(jiǎo)正→檢查
技術特點:
1、鍛(duàn)件(jiàn)質量比鑄件高能(néng)承受大的衝擊(jī)力作用,塑性、韌性和其他方(fāng)麵(miàn)的力學性能也都比(bǐ)鑄件高甚至比軋件高。
2、節約原材料,還能縮短加工工時。
3、生產(chǎn)效率高例。
4、自(zì)由鍛(duàn)造適合於單件小批量生產,靈活性(xìng)比較大。
應用(yòng):
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,巨大的(de)水壓機(jī)工作(zuò)缸和立柱,機車軸,汽車和拖(tuō)拉機(jī)的曲軸、連杆等。
(2)軋製
軋(zhá)製:將金屬坯料通過一對旋轉(zhuǎn)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(jié)麵減(jiǎn)小,長(zhǎng)度增加的壓力加工方法。
軋製分類:
按軋件運動分有(yǒu):縱軋、橫軋、斜軋。
縱軋:就是金屬(shǔ)在兩個旋轉方向相(xiàng)反的軋輥之間通過,並在其間產生塑性變形的過程(chéng)。
橫軋:軋(zhá)件變形後運動(dòng)方向與軋輥軸線方向(xiàng)一致。
斜軋:軋件作螺旋(xuán)運動,軋件與軋輥軸線非(fēi)特角。
工藝流程:
應用:
主要(yào)用在金(jīn)屬材料(liào)型材,板,管材等 ,還有一些非金(jīn)屬材(cái)料比如塑(sù)料(liào)製品及玻璃製品。
(3)擠壓
擠壓:坯料在(zài)三向不均勻(yún)壓應力作用下,從模具的孔口(kǒu)或縫(féng)隙擠出使之橫截麵積減小長(zhǎng)度增加,成為所需製品的加工方法叫擠壓,坯(pī)料的這種加工叫擠壓成型。
工藝流程:
擠壓前準備→鑄棒加(jiā)熱→擠(jǐ)壓(yā)→拉伸扭擰校直→鋸切(定尺)→取樣檢查(chá)→人工時效→包裝入庫
優點:
1、生產範圍廣,產品規格(gé)、品種多;
2、生產靈活性大,適合小(xiǎo)批量(liàng)生產;
3、產品尺寸精度高,表麵質(zhì)量好;
4、設備(bèi)投資(zī)少,廠房麵積(jī)小,易實現自(zì)動化(huà)生產。
缺點:
1、幾何廢料損失大;
2、金屬(shǔ)流動不均勻;
3、擠壓速度低,輔助時間長;
4、工具損耗大,成本高(gāo)。
生產適用範圍:主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。
(4)拉拔
拉拔:用外力作用於(yú)被拉金屬的(de)前端,將金屬坯料從(cóng)小於坯料斷麵的模孔(kǒng)中拉出,以獲(huò)得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性(xìng)加工方法。
優點:
1. 尺寸精確,表麵光潔;
2. 工具、設備簡單;
3. 連續高速生產(chǎn)斷(duàn)麵小的長製品。
缺點:
1. 道次(cì)變形量與兩(liǎng)次退(tuì)火間的(de)總變形(xíng)量有限;
2. 長度受限製。
生產適用範(fàn)圍:拉(lā)拔是金屬管材、棒材、型材及(jí)線材的主要加工方(fāng)法(fǎ)。
(5)衝壓
衝壓:是靠壓力機和(hé)模具對板材、帶(dài)材、管(guǎn)材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形(xíng)狀和尺寸的工件(衝(chōng)壓件)的成形(xíng)加工方法(fǎ)。
技(jì)術特點:
1、可得(dé)到輕量、高(gāo)剛性之製品。
2、生產性良好,適合大量生產、成本低(dī)。
3、可得(dé)到品質均一(yī)的製品(pǐn)。,
4、材料利用率高、剪切性及回收性良(liáng)好 。
適用範圍:
全世界的(de)鋼(gāng)材(cái)中,有60~70%是板材,其中大部分經過(guò)衝壓製成成品。汽(qì)車的車身(shēn)、底盤、油箱、散熱器片,鍋爐的汽(qì)包,容器的殼體,電機、電(diàn)器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行(háng)車、辦公機械、生活器皿(mǐn)等產(chǎn)品中,也有大量衝壓件。
▌ 機加工
機加工:是在在零件生產過程中,直接(jiē)用刀具在毛坯上(shàng)切除多餘金屬層厚度,使之或者圖紙要求的尺寸精度、形狀(zhuàng)和位置相互(hù)精度、表麵質量等技術要求的加工過程。
常用機加工方(fāng)法:
▌ 焊(hàn)接(jiē)
焊接(jiē):也稱作(zuò)熔接,鎔接是一種以加熱、高(gāo)溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱(rè)塑性材料如塑料(liào)的製造工藝及技術。
焊接分類:
▌ 粉末冶金
粉末冶金:是製取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬(shǔ)粉末的混合(hé)物)作為(wéi)原料,經過成形和燒結,製造金屬材料、複合材料(liào)以及各種類型製品的工藝技術。
工(gōng)藝基本流程(chéng):
優(yōu)點:
1、絕大多(duō)數難熔金屬(shǔ)及其化合物、假合金、多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(rèn)何汙染,有可能製取高純度的材料。
4、粉末(mò)冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,能(néng)大大降低生產成本。
缺點:
1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。
2、模具費用相(xiàng)對來說要高出鑄(zhù)造模具。
生產適用範圍:
粉末冶金技術可以直接製成多孔、半致密或(huò)全致密材料和製品(pǐn),如含(hán)油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。
▌ 金(jīn)屬注射成型
MIM (Metal injection Molding ):是金屬注射(shè)成形的簡稱。是將金屬(shǔ)粉(fěn)末與其粘結劑的增塑混合(hé)料注射於模型中的成形方(fāng)法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合,然(rán)後將混合料(liào)進行製粒再注射成形所需要的形狀。
MIM工藝流程:
MIM流程分為四個獨特加工步驟(混(hún)合、成型、脫(tuō)脂和(hé)燒(shāo)結)來實現零部件的生產,針對產品特性決定是否需(xū)要進(jìn)行(háng)表麵處理。
技術特點:
1、一次成型負責零件;
2、製(zhì)件表麵質量好(hǎo)、廢品率低、生產效率高、易於實現自動化;
3、對模具材(cái)料要求低。
技術核心:
粘接劑是MIM技術的(de)核心隻有加入一定量的粘接劑,粉末才具有增(zēng)強流動性以適合注射成型和(hé)維持坯塊的基本形狀。
▌ 金屬半固態成型
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(zhì)鑄件的質量。
半固態成型可分為流變成型和觸變成型。
(1)流變成型(Rheoforming)
Rheo casting process
(2)觸(chù)變成型(Thixoforming)
技術特點:
1、減少液態成型缺陷,顯(xiǎn)著提高質量和可靠性;
2、成型溫度(dù)比全液態成型溫度(dù)低,大大(dà)減少對(duì)模具的熱衝擊;
3、能製造常(cháng)規液態成型方法不可能製造的合金;
應(yīng)用:
目前已成功用(yòng)於主缸、轉向(xiàng)係統零件、搖臂(bì)、發動機(jī)活塞、輪轂、傳動(dòng)係統零件、燃油係統零件和空調零件等製造等航空(kōng)、電子以及消費(fèi)品等方(fāng)麵。
▌ 3D打印
3D打印:是快(kuài)速成型(xíng)技術的(de)一種,它(tā)是一種以(yǐ)數字模型文件為基礎,運用粉(fěn)末狀金(jīn)屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印(yìn)的方式來構造物體的(de)技(jì)術(shù)。