金屬材料材料合成技術(shù)方法(金屬材料常用的加工工藝方法)

1.金屬材料常用的加工工藝方法有哪些

金屬材料主要有冷加工和熱加工兩種加工方式。

冷加工：

1.在金屬工藝學(xué)中，冷加工是指金屬在低于再結(jié)晶溫度進行塑性變形的加工工藝，如冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓等。冷加工變形抗力大，在使金屬成形的同時，可以利用加工硬化提高工件的硬度和強度。

2.在機械制造工藝學(xué)中，冷加工通常指金屬的切加工。

熱加工：

1. 熱加工是在高于再結(jié)晶溫度的條件下，使金屬材料同時產(chǎn)生塑性變形和再結(jié)晶的加工方法。熱加工通常括鑄造、鍛造、焊接、熱處理等工藝。熱加工能使金屬零件在成形的同時改它的組織或者使已成形的零件改變既定狀態(tài)以改善零件的機械性能。

拓展資料：

冷加工方式的優(yōu)點：

1. 在強化金屬的同時可以獲得所需的形狀；

2. 可以獲得很好的尺寸公差和表面粗糙度；

3. 便宜；

4. 有些金屬只能進行有限程度的冷加工，因為它們在室溫下表現(xiàn)為脆性；

5. 冷加工削弱了延展性、導(dǎo)電性和耐腐蝕性。但因冷加工而導(dǎo)致的導(dǎo)電性減小的程度小于其他強化加工的影響，所以冷加工也被用來強化導(dǎo)電材料，如銅絲；

6. 如果各向異性的特性和殘余應(yīng)力控制得當(dāng)?shù)脑?，它們也會帶來好處。如果控制不?dāng)，就會大大削弱材料性能；

7. 由于冷加工的效果會在高溫下降低甚至消失，所以對于那些工作在高溫環(huán)境下的部件來說，不適用冷加工強化；

參考資料：

百度百科-熱加工

百度百科-冷加工

2.常見的金屬材料金屬材料成型方法

1、金屬凝固成型習(xí)慣上稱為鑄造。鑄造是將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型腔中，待其凝固后而獲得一定形狀和性能的鑄件的工藝方法。

2、金屬塑性成形是利用金屬材料所具有的塑性變形能力，在外力的作用下使金屬材料產(chǎn)生預(yù)期的塑性變形來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工方法。其工藝?？煞譃樽杂慑?、模鍛、板料沖壓、擠壓、壓制等

其性能在工程上常用金屬的鍛造性表示。鍛造性的好壞，常用金屬的塑性和變形抗力兩個指標(biāo)來衡量。塑性高，變形抗力地，則鍛造性好；反之，則鍛造性差。

3、金屬焊接成形工藝。焊接是通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使金屬材料達到原子結(jié)合的一種成形方法。通常分類是熔焊、壓焊、釬焊。

3.常用的金屬材料成型工藝有哪些

1、壓鑄（注意壓鑄不是壓力鑄造的簡稱）

是一種金屬鑄造工藝，其特點是利用模具腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的，這個過程有些類似注塑成型。

2、砂模鑄造

就是用砂子制造鑄模。 砂模鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型（模樣），然后在模樣周末填滿砂子，開箱取出模樣以后砂子形成鑄模。

為了在澆鑄金屬之前取出模型，鑄模應(yīng)做成兩個或更多個部分；在鑄模制作過程中，必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔，合成澆注系統(tǒng)。 鑄模澆注金屬液體以后保持適當(dāng)時間，一直到金屬凝固。 取出零件后，鑄模被毀，因此必須為每個鑄造件制作新鑄模。

3、熔模鑄造

又稱失蠟鑄造，包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及后處理等工序。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)?，然后蠟?zāi)Ｉ贤恳阅酀{，這就是泥模。泥模晾干后，在焙燒成陶模。一經(jīng)焙燒，蠟?zāi)Ｈ咳刍魇?，只剩陶模。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的零件就制成了。

4、模鍛

是在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。根據(jù)設(shè)備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機模鍛，平鍛機模鍛，摩擦壓力機模鍛等。輥鍛是材料在一對反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。它是成形軋制（縱軋）的一種特殊形式。

5、軋制

又稱壓延，指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的過程。如果壓延時，金屬的溫度超過其再結(jié)晶溫度，那么這個過程被稱為“熱軋”，否則稱為“冷軋”。壓延是金屬加工中最常用的手段。

參考資料來源：百度百科-壓鑄

參考資料來源：百度百科-砂模鑄造

參考資料來源：百度百科-熔模鑄造

參考資料來源：百度百科-模鍛

參考資料來源：百度百科-軋制

4.目前金屬基復(fù)合材料的制備工藝主要有哪些

（一）粉末冶金復(fù)合法粉末冶金復(fù)合法基本原理與常規(guī)的粉末冶金法相同，包括燒結(jié)成形法、燒結(jié)制坯加塑法加工成形法等適合于分散強化型復(fù)合材料（顆粒強化或纖維強化型復(fù)合材料）的制備與成型。

粉末冶金復(fù)合法的工藝主要優(yōu)點是：基體金屬或合金的成分可自由選擇，基體金屬與強化顆粒之間不易發(fā)生反應(yīng)；可自由選擇強化顆粒的種類、尺寸，還可多種顆粒強化；強化顆粒添加量的范圍大；較容易實現(xiàn)顆粒均勻化。缺點是：工藝復(fù)雜，成本高；制品形狀、尺寸受限制；微細(xì)強化顆粒的均勻分散困難；顆粒與基體的界面不如鑄造復(fù)合材料等。

（二）鑄造凝固成型法鑄造凝固成型法是在基體金屬處于熔融狀態(tài)下進行復(fù)合。主要方法有攪拌鑄造法、液相滲和法和共噴射沉積法等。

鑄造凝固成型鑄造復(fù)合材料具有工藝簡單化、制品質(zhì)量好等特點，工業(yè)應(yīng)用較廣泛。1、原生鑄造復(fù)合法原生鑄造復(fù)合法（也稱液相接觸反應(yīng)合成技術(shù)Liquid Contact Reaction:LCR）是將生產(chǎn)強化顆粒的原料加到熔融基體金屬中，利用高溫下的化學(xué)反應(yīng)強化相，然后通過澆鑄成形。

這種工藝的特點是顆粒與基體材料之間的結(jié)合狀態(tài)良好，顆粒細(xì)?。?.25~1.5μm），均勻彌散，含量可高達40%，故能獲得高性能復(fù)合材料。常用的元素粉末有鈦、碳、硼等，化合物粉末有Al2O3、TiO2、B2O3等。

該方法可用于制備A1基、Mg基、Cu基、Ti基、Fe基、Ni基復(fù)合材料，強化相可以是硼化物、碳化物、氮化物等。2、攪拌鑄造法攪拌鑄造法也稱摻和鑄造法等，是在熔化金屬中加入陶瓷顆粒，經(jīng)均勻攪拌后澆入鑄模中獲得制品或二次加工坯料，此法易于實現(xiàn)能大批量生成，成本較低。

該方法在鋁基復(fù)合材料的制備方面應(yīng)用較廣，但其主要缺點是基體金屬與強化顆粒的組合受限制。原因有兩方面：①強化顆粒與熔體基本金屬之間容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；②強化顆粒不易均勻分散在鋁合金一類的合金熔體中，這是由于陶瓷顆粒與鋁合金的潤滑性較差，另一個問題是陶瓷顆粒容易與溶質(zhì)原子一起在枝晶間產(chǎn)生偏析。

3、半固態(tài)復(fù)合鑄造法半固態(tài)復(fù)合鑄造法是從半固態(tài)鑄造法發(fā)展而來的。通常金屬凝固時，初生晶以枝晶方式長大，固相率達0.2%左右時枝晶就形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，失去宏觀流動性。

如果在液態(tài)金屬從液相到固相冷卻過程中進行強烈攪拌則使樹枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架被打碎而保留分散的顆粒狀組織形態(tài)，懸浮于剩余液相中，這種顆粒狀非枝晶的微組織在固相率達0.5%~0.6%仍具有一定的流變性。液固相共存的半固態(tài)合金因具有流變性，可以進行流變鑄造；半固態(tài)漿液同時具有觸變性，可將流變鑄錠重新加熱到固、液相變點軟化，由于壓鑄時澆口處及型壁的剪切作用，可恢復(fù)流變性而充滿鑄型。

強化顆粒或短纖維強化材料加入到受強烈攪拌的半固態(tài)合金中，由于半固態(tài)漿液球狀碎晶粒對添加顆粒的分散和捕捉作用，既防止顆粒的凝聚和偏析，又使顆粒在漿液中均勻分布，改善了潤濕性并促進界面的結(jié)合。4、含浸凝固法（MI技術(shù)）含浸凝固法是一種將預(yù)先制備的含有較高孔隙率的強化相成形體含浸于熔融基體金屬之中，讓基體金屬浸透預(yù)成型體后，使其凝固以制備復(fù)合材料的方法。

有加壓含浸和非加壓含浸兩種方法。含浸法適合于強化相與熔融基體金屬之間潤濕性很差的復(fù)合材料的制備。

強化相含量可高達30%~80%；強化相與熔融金屬之間的反應(yīng)得到抑止，不易產(chǎn)生偏折。但用顆粒作強化相時，預(yù)成形體的制備較困難，通常采用晶須、短纖維制備預(yù)成形體。

熔體金屬不易浸透至預(yù)成形體的內(nèi)部，大尺寸復(fù)合材料的制備較困難。5、離心鑄造法廣泛應(yīng)用于空心件鑄造成形的離心鑄造法，可以通過兩次鑄造成型法成形雙金屬層狀復(fù)合材料，此方法簡單，具有成本低、鑄件致密度高等優(yōu)點，但是界面質(zhì)量不易控制，難以形成連續(xù)長尺寸的復(fù)合材料。

6、加壓凝固鑄造法該法是將金屬液澆注鑄型后，加壓使金屬液在壓力下凝固。金屬從液態(tài)到凝固均處于高壓下，故能充分浸滲，補縮并防止產(chǎn)生氣孔，得到致密鑄件。

鑄、鍛相結(jié)合的方法又稱擠壓鑄造、液態(tài)模鍛、鍛鑄法等。加壓凝固鑄造法可制備較復(fù)雜的MMCs零件，亦可局部增強。

由于復(fù)合材料易在熔融狀態(tài)下壓力復(fù)合，故結(jié)合十分牢固，可獲得力學(xué)性能很高的零件。這種高溫下制成的復(fù)合坯，二次成型比較方便，可進行各種熱處理，達到對材料的多種要求。

7、熱浸鍍與反向凝固法熱浸鍍與反向凝固法都是用來制備連續(xù)長尺寸包覆材料的方法。熱浸鍍主要用于線材的連續(xù)鍍層，主要控制通過鍍層區(qū)的長度和芯線通過該區(qū)的速度等。

反向凝固法是利用薄帶作為母帶，以一定的拉速穿過反向凝固器，由于母帶的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔融金屬的速度，在母帶的表面附近形成足夠大的過冷度，熔融金屬以母帶表面開始凝固生長，配置在反向凝固器上方的一對軋輥，同時起到拉坯平整和焊合的作用。8、真空鑄造法真空鑄造法是先將連續(xù)纖維纏繞在繞線機上，用聚甲丙烯酸等能分解的有機高分子化合物方法制成半固化帶，把預(yù)成型體放入鑄型中，加熱到500℃使有機高分子分解。

鑄型的一端浸入基體金屬液，另一端抽真空，將金屬液吸入型腔浸透纖維。（三）噴射成形法噴射成形又。

5.金屬的成型方法具體是什么

常見金屬材料主要有黑色金屬鐵及其合金，以及有色金屬及其合金。有色金屬又叫非鐵材料。

鐵的合金主要為鋼和鑄鐵。工業(yè)用鋼分結(jié)構(gòu)鋼，零件鋼，工具鋼和特殊性能鋼。常用鑄鐵分灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。

常用有色金屬：鋁及鋁合金

鈦及鈦合金，銅及銅合金和軸承合金（錫基，鉛基，鋁基軸承合金）。

常用成型方法

冷加工：車，銑，刨，磨，鉆，拉（機加工）；冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓。

熱加工：鑄造，熱扎，鍛造，熱處理，焊接，熱切割，熱噴涂。