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(jìn)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(shí)，可以利用加工硬化提高工件的硬度和強(qiáng)度。

2.在機(jī)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(shí)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(shí)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(jī)械性能。

拓展資料：

冷加工方式的優(yōu)點(diǎn)：

1. 在強(qiáng)化金屬的同時(shí)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(jìn)行有限程度的冷加工，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑覝叵卤憩F(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(qiáng)化加工的影響，所以冷加工也被用來強(qiáng)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?huì)帶來好處。如果控制不當(dāng)，就會(huì)大大削弱材料性能；

7. 由于冷加工的效果會(huì)在高溫下降低甚至消失，所以對(duì)于那些工作在高溫環(huán)境下的部件來說，不適用冷加工強(qiáng)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(gè)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(dá)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(jiǎn)稱）

是一種金屬鑄造工藝，其特點(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓。模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的，這個(gè)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(gè)或更多個(gè)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(shí)間，一直到金屬凝固。 取出零件后，鑄模被毀，因此必須為每個(gè)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(shí)就留下了澆注口，再?gòu)臐沧⒖诠嗳虢饘偃垡?，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(jī)模鍛，平鍛機(jī)模鍛，摩擦壓力機(jī)模鍛等。輥鍛是材料在一對(duì)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(duì)滾輪來為之賦形的過程。如果壓延時(shí)，金屬的溫度超過其再結(jié)晶溫度，那么這個(gè)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(qiáng)化型復(fù)合材料（顆粒強(qiáng)化或纖維強(qiáng)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(diǎn)是：基體金屬或合金的成分可自由選擇，基體金屬與強(qiáng)化顆粒之間不易發(fā)生反應(yīng)；可自由選擇強(qiáng)化顆粒的種類、尺寸，還可多種顆粒強(qiáng)化；強(qiáng)化顆粒添加量的范圍大；較容易實(shí)現(xiàn)顆粒均勻化。缺點(diǎn)是：工藝復(fù)雜，成本高；制品形狀、尺寸受限制；微細(xì)強(qiáng)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(jìn)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(jiǎn)單化、制品質(zhì)量好等特點(diǎn)，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(qiáng)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(qiáng)化相，然后通過澆鑄成形。

這種工藝的特點(diǎn)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(dá)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(qiáng)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(shí)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(diǎn)是基體金屬與強(qiáng)化顆粒的組合受限制。原因有兩方面：①?gòu)?qiáng)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(qiáng)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(rùn)滑性較差，另一個(gè)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(shí)，初生晶以枝晶方式長(zhǎng)大，固相率達(dá)0.2%左右時(shí)枝晶就形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，失去宏觀流動(dòng)性。

如果在液態(tài)金屬?gòu)囊合嗟焦滔嗬鋮s過程中進(jìn)行強(qiáng)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(dá)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(jìn)行流變鑄造；半固態(tài)漿液同時(shí)具有觸變性，可將流變鑄錠重新加熱到固、液相變點(diǎn)軟化，由于壓鑄時(shí)澆口處及型壁的剪切作用，可恢復(fù)流變性而充滿鑄型。

強(qiáng)化顆?；蚨汤w維強(qiáng)化材料加入到受強(qiáng)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(duì)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(rùn)濕性并促進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)化相與熔融基體金屬之間潤(rùn)濕性很差的復(fù)合材料的制備。

強(qiáng)化相含量可高達(dá)30%~80%；強(qiáng)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(qiáng)化相時(shí)，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(jiǎn)單，具有成本低、鑄件致密度高等優(yōu)點(diǎn)，但是界面質(zhì)量不易控制，難以形成連續(xù)長(zhǎng)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?gòu)囊簯B(tài)到凝固均處于高壓下，故能充分浸滲，補(bǔ)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(qiáng)。

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(jìn)行各種熱處理，達(dá)到對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)，配置在反向凝固器上方的一對(duì)軋輥，同時(shí)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(jī)上，用聚甲丙烯酸等能分解的有機(jī)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(jī)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(jī)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。