一、基础知识
金属成型是在许多行业中使用的重要工艺,例如汽车,家用电器,器皿,航空航天以及许多其他行业。金属成形工艺包括：金属液态成形、金属塑性成形、金属材料的连接成形、表面成形及强化技术，此外还有非金属材料的成形。 a.金属液态成形主要是铸造；
b.金属塑性成形主要有：锻造、轧制、挤压、拉拔、板料冲压；
c.金属材料的连接成形有：焊接、粘接；
d.表面成形及强化技术有：喷涂与气相沉积；环境风洞
e.非金属材料的成形主要有：工程塑料或橡胶的成形、工程陶瓷及复合材料的成形。
二、金属液态成形
2.1金属液态成形工艺是将金属进行熔炼，得到所需成分并具有足够的流动性的液态金属，然后将液态金属浇入到铸型腔中，冷却凝固后得到具有与型腔一样形状和尺寸的铸件。金属液态成形工艺俗称铸造，应用广泛。其特点为：
a.最适合铸造形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯或零件。
b.铸件的大小几乎不受限制，铸件壁厚可由0.5mm到1m，重量可从几克到几百吨。
c.适用于铸造的材料范围广，价格低廉。
2.2铸造在机械制造中应用极其广泛，在各种类型的机器设备中，如机床、内燃机等铸件所占的比例很大。但铸件存在着许多不足，如铸件内部组织粗大，成分不均匀，力学性能较差，而且铸造工艺复杂，铸件质量不稳定，废品率高，生产条件差等。常用铸造合金有铸铁、铸钢、铸造有金属及其合金等。
a.铸铁按碳的存在形式不同，分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。此外根据铸铁性能的不同还分为：球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。
b.常用铸钢分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。
c.铸造有金属及合金主要包括：铸造铝合金、铸造铜合金。
铸造方法分为：砂型铸造、特种铸造、
d.砂型铸造有：手工造型、机器造型。
e.特种铸造有：金属型成形、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、陶瓷型成形、壳型铸造、挤压铸造、气化模铸造等。
三、金属塑性成形
3.1金属塑性成形（也称为压力加工）是利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法。塑性成形可分为体积成形和板料成形两大类。体积成形是将金属块料、棒料、厚板等在高温或室温下加工成形，主要包括锻造、轧制、挤压、拉拔等；板料成形是对较薄的金属板料在室温下加工成形，习惯上称为冲压膜浓缩。锻造能提高锻件的力学性能，在机器制造工业中主要用来生产承受冲击或交变应力的重要零件，如机攀藤网床主轴和齿轮、连杆、吊钩等；冲压加工主要用于加工薄板，广泛用于汽车外壳、仪表、电器及日用品的生产；轧制、挤压、拉拔等压螺母力加工方
法主要生产板料、管材、型材、线材等不同截面形状的金属材料。金属塑性成形中作用在金属坯料上的外力主要有两种：冲击力和压力。锤类设备产生冲击力使金属变形；轧机与压力机对金属坯料施加静压力使金属变形。常用金属塑性成形主要有自由锻、胎模锻、模锻、轧制、挤压、拉拔、板料冲压等。
3.2锻造生产中，自由锻与胎模锻所用设备比较简单，锻件精度较低，生产率较低。模锻即模型锻造，是利用模具使毛坯变形而获得锻件的方法。模锻时，金属的变形受到模具限制，迫使金属在模膛内塑性流动成形。与自由锻相比，模锻具有以下优点：
a.锻件的形状和尺寸比较精确，表面粗糙度高，机械加工余量较小，能锻出形状复杂的锻件，因此材料利用率高，且能节省加工工时。
b.金属坯料的锻造流线分布更为合理，力学性能提高。
c.模锻操作简单，易于机械化，因此生产率高，大批量生产时，锻件成本低。
3.3轧制方法除了生产型材、板材和管材外，还用它生产各种零件，在机械制造业中得到了越来越广泛的应用。零件的轧制过程有一个连续静压过程，没有冲击和振动，它与一般锻
造相比，具有以下特点：
a.设备结构简单，吨位小。
b.劳动条件好，易于实现机械化和自动化，生产率高。
c.轧制模具可用价廉的球墨铸铁或冷硬铸铁来制造，节约贵重的模具钢材，也容易加工。
d.质量好，金属纤维组织与工件轮廓相一致，机械性能好。
e.材料利用率高，可达到90%以上。
3.4挤压工艺具有以下特点：
a.挤压可以生产塑性好的材料，也可以生产塑性较差的材料，如高碳钢、轴承钢等。
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b.可以挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件。
c.零件精度高，表面粗糙度低，一般尺寸精度为IT6～7，表面粗糙度为3.2～0.4μm。
d.挤压变形后零件内部的组织纤维是连续的，基本沿零件外形分布而不被切断，从而提高了零件的力学性能。
e.材料利用率高，可达到70%以上，生产率也高。
3.5零件的拉拔：坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使之产生塑性变形而得到截面缩小、长度增加的工艺称为拉拔。拉拔分为无模拉拔、冷拔、拉丝等。
3.6板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。这种加工方法通常是在冷态下进行的，所以又叫冷冲压。只有当板料厚度超过8～10mm时，才采用热冲压。几乎在一切有关制造金属成品的工业部门中，都广泛地应用板料冲压。特别是在汽车、拖拉机、航空、电器、仪表及国防等工业中，板料冲压占有极其重要的地位。板料冲压的基本工序有：落料、冲孔、拉伸、弯曲、成形、修整、切断、精密冲裁等。板料冲压具有下列特点：
a.可以冲压出形状复杂的零件，废料较小。
b.产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，互换性能好。
c.能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零件。
d.冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率很高，故零件成本低。
四、金属材料的连接成形
4.1将简单型材或零件连接成复杂零件和机器部件的加工工艺叫连接成形，主要包括焊接和粘接两大类。根据连接成形原理的不同，连接成形分为机械连接、冶金连接、物化连接。机械连接是利用螺钉、螺栓和铆钉等连接成形，接头可以拆卸，主要用于装配（或易损件）的连接。物化连接是利用粘接剂，通过物理、化学作用将材料连接成形，接头不可拆卸，主要用于异种材料的连接，一般称为粘接。冶金连接是通过加热或加压（或即加热又加压），使分离表面的原子间距足够小，形成金属键而获得永久性接头，主要用于金属材料的连接，通常称为焊接。焊接成形是一种先进、高效的金属连接方法，是现代工业生产中重要的金属连接方法之一。焊接技术广泛应用于机械制造、冶金、石油化工、航空航天等工业部门。
4.2焊接结构的特点：
a.焊接结构重量轻，节省金属材料，与铆接相比，可节省金属10%～20%，与铸件相比可节省30%～50%。另外，采用焊接方法可制造双金属结构，节省大量的贵重金属及合金。
b.焊接接头具有良好的力学性能，能耐高温高压、能耐低温，具有良好的密封性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性。
c.可以简化大型或形状复杂结构的制造工艺，如万吨水压机的主柱的制造、大型锅炉的制造、汽车车身的制造等。
4.3常用的焊接方法有熔化焊、压力焊、钎焊。熔化焊包括气焊、电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊；压力焊包括电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、高频焊、爆炸焊；钎焊包括软钎焊和硬钎焊。
4.4焊条电弧焊特点及应用：
焊条电弧焊设备简单，操作灵活，能进行全位置焊接，可在室内外和高空施焊。选用不同焊条可焊接多种类型金属材料。但是焊条电弧焊接头热影响区宽，质量较低，而且生产率低，劳动条件差。所以适合于一般的钢材的单件、小批量短焊缝或不规则焊缝的焊接，焊
件厚度一般在1.5mm以上。
4.5埋弧焊特点：
a.生产率高。电流常用到1000A，熔深大，对于20～50mm以下工件可不开坡口进行焊接，同时焊丝连续供给，生产率比手工焊提高5～10倍。大尺寸焊缝可采用多丝焊能成倍提高生产率。
b.节省金属。埋弧焊不开坡口，节省了工件材料也减少了焊丝的需求量，另外没有焊条头，熔滴飞溅很小，因此能节省大量金属材料。
c.焊接质量好且稳定，在焊接过程中，保护效果好，熔池处于液态的时物联网监控平台间长，冶金反应较充分，焊缝缺陷少，而且焊接工艺参数稳定，因而焊缝不仅质量高而且成形美观。
d.劳动条件好：由于电弧埋在焊剂之下，看不到弧光，烟雾很少，焊接过程中焊工只需预先调整焊接参数、管理焊机，焊接过程便可自动进行，所以劳动条件好。
4.6粘接是利用粘接剂，将两种或两种以上的材料（同种或异种），通过粘接剂物理特性、化学特性所形成的分子间力或化学键，形成永久性接头的连接工艺。
五、非金属材料的成形工艺
5.1非金属材料包括有机高分子材料和无机材料两大类。有机高分子材料主要成分为碳和氢，主要有塑料、橡胶、合成纤维。无机材料统称陶瓷，提指不含碳、氢的化合物。以非金属材料为重要组成部分的复合材料具有很大的发展前途，它具备一般材料所没有的优异性能。工程塑料和橡胶为高分子有机材料，它们的物理性能、化学性能与金属材料有很大的区别，因而它们的成形原理，加工设备、工艺过程与金属材料成形也大不相同。
5.2塑料成形工艺主要有：注射成形、挤塑成形、压塑成形、吹塑成形、真空成形、浇注成形等，其中注射成形应用最广，工程塑料中80%是注射成形制品。
5.3像胶成形主要有模压成形和注射成形，其中模压成形应用最广。
5.4工程陶瓷成形主要包括有压力成形和无压成形。
六、表面成形及强化工艺
6.1表面成形及强化工艺按提高材料表面性能的本质不同可分为表面涂层和表面改性两大类。
表面涂层是在零部件材料的表面制备一层与基体材料性能不同的，且能满足特定使用要求的材料覆盖层，这一技术要求覆盖层与基体有良好的结合，防止覆盖层脱落。
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