金屬工藝學的案例
8種常見金屬材料，及金屬表面處理工藝介紹
三、表面轉化膜技術
1、發黑與磷化
發黑：
鋼材或鋼件在空氣-水蒸氣或化學藥物中加熱到適當溫度使其表面形成一層藍色或黑色氧化膜的工藝。也成為發藍。
磷化：
工件（鋼鐵或鋁、鋅件）浸入磷化液（某些酸式磷酸鹽為主的溶液），在表面沉積形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜的過程，稱之為磷化。
2、陽極氧化
主要是指鋁及鋁合金的陽極氧化。陽極氧化是將鋁或鋁合金制件浸沉于酸性電解液中，在外電流作用下作為陽極，在制件表面上形成與基體牢固結合的防蝕氧化膜層。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。
陽極氧化前要經過拋光、除油、清洗等預處理，其后要進行沖洗、著色和封閉等處理。
應用：常用于汽車、飛機的某些特殊部件的防護處理以及工藝品和日用五金制品的裝飾性處理。
四、表面覆膜技術
1、熱噴涂
熱噴涂是將金屬或非金屬材料加熱熔化，靠壓縮氣體連續吹噴到制件表面上，形成與基體牢固結合的涂層，從制件表層獲得所需要的物理化學性能。
利用熱噴涂技術可改善材料的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及絕緣性等。
應用：航空航天、原子能、電子等尖端技術在內的幾乎所有領域。
2、真空鍍
真空鍍，就是在真空條件下，通過蒸餾或濺射等方式在金屬表面沉積各種金屬和非金屬薄膜的表面處理工藝。
通過真空鍍的方式可以得到非常薄的表面鍍層，同時具有速度快、附著力好、污染物少等優點。
真空濺射鍍原理
按照工藝不同，真空鍍可以分為真空蒸鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍。
3、電鍍
電鍍是一種電化學和氧化還原的過程。以鍍鎳為例：將金屬制件浸在金屬鹽（NiSO4）的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽極，接通直流電源后再制件上就會沉積出金屬鍍鎳層。
電鍍方法分為普通電鍍和特種電鍍。
展開 了解金屬切削加工工藝 提高金屬切削加工技術
金屬切削是金屬成形工藝中的材料去除加成形方法，在當今的機械制造中仍占有很大的比求。因此加工中心的金屬切削技術在機械制造工藝中的應用十分廣泛。
金屬切削過程是工件和刀具相互作用的過程。任何切削加工都必須具備三個基本條件：切削工具、工件和切削運動。刀具從待加工工件上切除多余的金屬,并在控制生產率和成本的前提下，使工件得到符合設計和工藝要求的幾何精度、尺寸精度和表面質量。為實現這一過程，工件與刀具之間要有相對運動,即切削運動。
金屬材料的切削加工有很多分類，常見的分類方法有按照工藝特征、按材料切削除率、加工精度和表面成型。
切削加工的工藝特征取決于切削工具的結構和切削工具與工件之間相對運動形式。而加工中心常用的加工形式有超精加工、螺紋加工、銑削、鉆削等。
按照被加工坯件的切除量和加工精度，切削加工可分為粗加工、半靜加工、精加工、修飾加工和超精度加工。開粗加工是用大的切削深度，經一次或少數幾次走刀，從工件上切去大部分或全部加工余量的加工方法，一般用作預先加工。半精加工一般作為粗加工與精加工之間的中間工序;精加工是用精細切削的方式，使加工表面達到較高的精度和表面質量。根據加工需要的不同來選擇不同的加工方式。
機械制造業的快速發展，提高了對金屬切削加工工藝的要求。我國的金屬切削工藝歷史悠久，但是隨著時代的發展，其工藝技術仍需完善。我國重工業技術起步晚，因此還需要借鑒發達國家的先進經驗，努力提高自身技術水平，提高工件精度、質量，使機械制造業更上一個臺階。
展開 自由鍛與環軋工藝案例講解，高精度、成熟的金屬成型工藝仿真展示【8月27直播】
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自由鍛與環軋工藝過程復雜、仿真困難，難以精準還原實際過程，導致仿真精度受到影響。此外，大型坯料的自由鍛與環軋工藝參數驗證工作成本高，周期長。
傳統的工藝仿真軟件難以復現上述如此復雜的成形過程，Simufact Forming軟件為了方便用戶的仿真分析，單獨設立了自由鍛、環軋專業模塊，用戶僅需要按照軟件內置的工藝設備模板進行模型的搭建，即可快速且準確的仿真自由鍛與環軋工藝。
本期直播講堂請到了海克斯康工業軟件技術專家李仁軍，在直播間中講師將重點介紹Simufact Forming自由鍛工藝仿真和環軋工藝仿真功能特點，以及諸多在自由鍛環軋領域內的相關案例，敬請關注！
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8月27日 14:00
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直播內容聚焦
? Simufact Forming軟件使用技巧
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? 自由鍛與環軋工藝行業案例分享
李仁軍
海克斯康工業軟件技術專家
主要負責海克斯康Simufact的技術支持與項目實施工作，在鍛造成形仿真、白車身焊接、金屬3D打印等工藝仿真領域具有多年的項目實施與交付經驗。
●工程機械駕駛室ROPS仿真分析與試驗驗證
●汽車車身結構輕量化研究
展開 金屬材料力學性能與熱處理工藝知識
金屬材料力學性能是指金屬材料在外加載荷作用下或載荷與環境因素（溫度、介質和加載速率）聯合作用下表現出來的行為。
金屬表面處理工藝
這樣的工藝可以用于多數燈具，鋼管家具零件上，還有那種在旋轉盤上對圓形底盤，桌面加工的。疊加此工藝，可以在某些不銹鋼桌面上找到那種魚鱗紋路。早期是純人工用腳踩一個一個踩，現在已經有人工輔助機器制作。
為了避免不均勻，如果是塑膠料可以考慮曬紋處理成拉絲效果的紋路，然后在塑膠母粒里摻金屬粉末，注塑后會有拉絲效果
還可以考慮在透明亞克力板的內壁做絲印，噴漆也可以做出仿金屬拉絲效果。
市面上還有用PET材質做的絲印拉絲紋，電鍍后也可以做出仿金屬拉絲效果，常見于手機加工。
1.3噴粉
噴粉可以實現雪花紋，形似電視失去信號后出現的樣子，顏色可選，摸上去凹凸有致，像月球表面。但很光滑。也可以實現仿石，噴上去以后可以自動形成石頭一樣的效果，摸上去和真的石頭一樣。
1.4仿木紋
這個不是特別了解，如有不對盼指正。僅在噴粉廠偷見過一次制作過程。是將印有木紋的紙帶貼在金屬表面，然后高溫烘烤。沒猜錯這就是傳說中的熱移印。
1.5仿古做舊
這種工藝不良率很高，全憑師傅手感。通常在金屬表面上一層底漆為古銅色，再噴一層深色漆。用鋼刷輕掃棱角邊框，使其露出底色。
另一種方法是先上底漆為深色漆，在用刷子沾古銅漆輕掃棱角邊框。該方案制作相對簡單，但是沒有上一方案逼真。
1.6仿金屬氧化噴砂
此工藝用噴油即可，制作相對簡單，可以用于多種材料上，金屬塑膠不限。比噴砂氧化要便宜，成品率高。原材料不變形。
2.塑膠
塑膠之前有講過，絲印，熱轉印，噴油，手感漆都可以做。有時會做燙金，這種做出來很高檔。
下面我只想講下特殊的工藝【IMD,面涂裝模內注塑】
方法是先將要做的表面處理圖案印到膠片上，然后隨模具一同注塑到零件里，通常用PC,ABS料上，好處是可以做各種花紋，仿金屬拉絲，仿氧化噴砂，仿古做舊，什么圖案紋理都可以印。好處是免二次加工，也不會擔心摩花刮花掉色。看一下格力最新的柜式空調i尊系列都是用的此工藝。
展開 金屬材料成形工藝匯總
材料成形方法是零件設計的重要內容，也是制造者們極度關心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天小編就帶大家來看看金屬金屬成形工藝。
一
鑄造
液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。
工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件
工藝特點：
1、可生產形狀任意復雜的制件，特別是內腔形狀復雜的制件。
2、適應性強，合金種類不受限制，鑄件大小幾乎不受限制。
3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。
4、廢品率高、表面質量較低、勞動條件差。
鑄造分類 ：
(1)砂型鑄造（sand casting）
砂型鑄造：在砂型中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方法獲得。
工藝流程：
砂型鑄造工藝流程
技術特點：
1、適合于制成形狀復雜，特別是具有復雜內腔的毛坯；
2、適應性廣，成本低；
3、對于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。
應用：汽車的發動機氣缸體、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制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。
工藝流程：
熔模鑄造工藝流程
工藝特點
優點：
1、尺寸精度和幾何精度高；
2、表面粗糙度高；
3、能夠鑄造外型復雜的鑄件，且鑄造的合金不受限制。
展開 金屬增材制造工藝的發展與技術綜述
此外，還討論了各工藝的機械性能、工藝潛力和質量方面的問題。第二步是根據時間-成本-質量三角形來比較各種工藝參數。
2.MAM的歷史與演變
AM工藝在快速零件生產中提供了顯著的優勢，也提供了無與倫比的設計自由度，可以用多種可用材料制造單個組件或多個組件。Terry Wohlers和Tim Gornet簡要介紹了MAM工藝的發展，其中立體光刻(SL)商業化用于生產工業部件，其中該技術使用激光源有效地固化UV光敏液體聚合物薄層，主要用于原型制造。SLA-1是世界上第一個由3D系統在1987年年開發和商業化的立體光刻系統。后來，許多組織發展了他們的立體光刻系統，并將其引入商業市場。EOS和3D系統在其他組織的立體光刻系統的發展中發揮了主導作用。STEREOS 400是在20世紀90年代由EOS[5]開發和銷售的。Quadrax在此期間還推出了Mark 1000 SL系統，該系統使用可見光樹脂聚合物材料來制造原型部件。
金屬沉積工藝制備的不同厚度泡沫鎳樣品的SEM圖像:(a)鎳層較薄;(b)較厚的鎳層。
金屬沉積型多孔金屬是通過在開孔聚合物泡沫上沉積原子金屬，然后消除聚合物和燒結來創建的。這些金屬的主要特征包括連接孔、高孔隙率和三維網狀結構。多孔材料是一類非常重要的多孔金屬材料，是一種性能優良的新型功能結構一體化材料。在一定條件下使用，其優點是密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙連通性好、結構均勻，這是其他類型的多孔金屬難以達到的。但這一特性也對金屬沉積型多孔金屬的強度產生了一定的限制。這些材料首先在20世紀70年代被制造和利用，然后，在80年代，它們被迅速開發用于各種各樣的應用和需求。目前，許多國家都在大規模生產這些多孔材料，鎳和銅泡沫產品通常是通過電沉積工藝生產的。這種金屬泡沫如上圖所示。
展開 金屬冷擠壓的工藝及特點
來源：制造工藝前沿
傳播最新最全的制造工藝技術，覆蓋鑄造，鍛造，焊接，沖壓，注塑，機加工，3D打印等主流制造工藝。
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制造工藝前沿
金屬成型工藝有哪些
1、金屬凝固成型習慣上稱為鑄造。鍛壓模鍛壓模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生預期的塑性變形來獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的零件或毛坯的加工方法。其工藝常可分為自由鍛、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合的一種成形方法。通常分類是熔焊、壓焊、釬焊。
展開 金屬材料力學性能和熱處理工藝
金屬材料力學性能是指金屬材料在外加載荷作用下或載荷與環境因素（溫度、介質和加載速率）聯合作用下表現出來的行為。
常
見
的
金屬力學性能如下表所示。
對于金屬材料沖壓工藝性的具體要求
此外，材料還應具備適宜的工藝性能。用沖壓加工方法獲得的沖壓件，其結構形狀、尺寸精度等要求，要適合沖壓工藝的特點，構成沖壓件的材料也應適合沖壓工藝的特點，宜于接受沖壓加工。
對于金屬材料的沖壓工藝性要求包括以下幾個方面:
1.材料的化學成分： 一般來說，鋼的含碳最愈低，雜質含量愈少，其塑性愈好，硬度也愈低。因此，沖壓材料廣泛采用低碳鋼和低合金鋼(含碳量低)。
2.材料的表面質：沖壓件的材料大多是鋼板，其中又以薄板的采用最為普遍。對鋼板的表面質量，國家有一定的規定和要求。材料的表面必須光潔平整，無劃痕，無雜質，無氣孔和縮孔；材料的斷面沒有分層現象，沒有明顯的機械性能損傷；材料表面無銹斑，無氧化皮及其他附著物。在沖壓過程中，表面質最好的材料，可獲得表面光潔、質量較高的沖壓件，并且在變形過程中不易破裂，不易損傷模具。
3.材料的組織：金屬材料的機械性能，不僅取決于其化學成分，而且取決于其組織結構。一般來說，金屬的組織細，則塑性大，沖壓時對材料變形有利。但是，金屬的組織過細，又會使材料的強度和硬度增加。
4.材料的機械性能： 從材料的工藝性能考慮，具有重要意義的是材料的塑性指標。對于變形工序來說，塑性愈好，允許材料的變形程度愈大，材料的工藝性就愈好。對于分離工序來說，材料應具有適當的塑性。塑性過高，材料太軟，沖裁件的邊緣就易產生較多的毛刺，其尺寸也不易達到要求的精度，塑性過低，材料太硬太脆，模具壽命會受影響。
5.材料的厚度公差： 沖壓加工時，對材料厚度的偏差要求是比較嚴格的。這是因為，一定的沖模間隙，適于沖壓一定厚度的材料，如果用同一沖模間隙來沖壓厚度差異較大的材料，那么所得工件的質量和精度就會降低，沖模也易損壞。尤其在拉延、翻邊及彎曲工序中，由于材料厚度不均，可能會導致廢品的產生。在大型沖壓件整形時，甚至可以損壞壓力機。
展開 
基于VPSC模擬FCC金屬等通道轉角擠壓(ECAE)工藝
在之前的推文中我們使用粘塑性自洽多晶體塑性模型（Visco-plasitic Self Consistant，VPSC）計算了面心立方（fcc）、體心立方（bcc）金屬材料變形過程，實現了織構演變的模擬，應力預測等。本文將介紹VPSC模擬FCC金屬等通道轉角擠壓(ECAE)工藝。等通道轉角擠壓是將多晶試樣壓入一個特別設計的模具中以實現大變形量的剪切變形工藝，主要通過變形過程中的近乎純剪切作用,使材料的晶粒得到細化, 從而材料的機械和物理性能得到顯著改善。等通道轉角擠壓是一種有效的制備超細晶材料的方法。
本處粘塑性自洽多晶體塑性模擬的材料初始取向由程序隨機生成，其(100)、(110)和(111)極圖見圖1，可見初始狀態表現為隨機取向，極密度最大值為1.5。變形過程強加100%的剪切應變，步長為0.2，共50步，用4個過程來描述整個等通道轉角擠壓的變形工藝流程，如圖2，在VPSC模擬中，擠出、擠入、模具的流動軸分別為設置為軸1、2、3。
圖1. 初始隨機織構極圖
ECAE通過90o模反復擠壓樣品,在每道工序中，大約100%的剪切應變被施加，其優點是試樣的截面保持不變，這一過程旨在大幅度減小晶粒尺寸，在保證塑性同時提高屈服應力，模擬結果如下：
(a) ECAE1
(b) 90°CW
(c) 90°CW
(d) ECAE2
圖2 等通道轉角擠壓過程織構模擬結果
從模擬結果可以看到，經過等通道轉角擠壓后的FCC金屬產生了明顯的擇優取向-變形織構，其最大強度為5.5。
最后,有VPSC培訓等相關需求歡迎聯系我們.
VPSC培訓
公眾號:320科技工作室
展開 金屬沖壓件的液壓成形工藝是怎么回事
五金沖壓件生產廠家加工各類金屬沖壓件，除采用普通的冷沖壓工藝外，還會采用液壓成形工藝來加工一些精密且得雜的沖壓件。
液壓成形技術的主要特點表現在兩個方面：一是僅需要凹模或凸模，液體介質相應地作為凸模或凹模，省去一半模具費用和加工時間，而且液體作為凸模可以成形很多剛性凸模無法成形的復雜零件。而殼體液壓成形不使用任何模具，因此又稱為無模液壓成形。二是液體作為傳力介質具有實時可控性，通過液壓閉環伺服系統和計算機控制系統可以按給定的曲線精確控制壓力，確保工藝參數在設定的數值內，并且隨時間可變可調，大大提高了工藝柔性。
液壓成形按液體介質不同，分為水壓成形和油壓成形兩種。水壓成形使用的介質為純水或由水添加一定比例乳化油組成的乳化液；油壓成形使用的介質為液壓傳動油或機油；按使用的坯料不同，液壓成形可以分為三種類型：管材液壓成形、板料液壓成形和殼體液壓成形。
板料和殼體液壓成形使用的成形壓力較低，板料液壓成形使用的介質多為液壓油，最大成形壓力一般不超過100MPa。殼體液壓成形使用的介質為純水，最大成形壓力一般不超過50MPa。
管材液壓成形使用的壓力較高，又稱為內高壓成形，又稱管材液壓成形。內高壓成形使用的介質多為乳化液，工業生產中使用的最大成形壓力一般不超過400MPa。
這種液壓成形技術，是適應汽車和飛機等運輸工具結構輕量化發展起來的較先進制造技術。其結構輕量化有兩條主要途徑：一是材料途徑，采用鋁合金、鎂合金、鈦合金和復合材料等輕質材料；二是結構途徑，采用空心變截面、變厚度薄壁殼體、整體等結構。
隨著液壓成形技術多年的發展，得到越來越多的領域的重視。這也使得這項技術得到了更大范圍內的應用與發展。
展開 一圖看懂17種常見金屬成型工藝
9、模切制程-刀模—刀模下料工藝，將薄膜面板或線路定位在底板上，將刀模固定在機器上模板，利用機器下壓提供的力量控制刀鋒將材料切斷。他區別于沖切模的地方在于，切口更光滑；同時通過對切割壓力、深淺的調整可以沖切出壓痕、半斷等效果。同時模具的成本低作業更方便、安全、快捷。
10、離心鑄造—是將液體金屬注入高速旋轉的鑄型內，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和方法。離心鑄造所用的鑄型，根據鑄件形狀、尺寸和生產批量不同，可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。
11、消失模鑄造—是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新工藝，該工藝無需取模、無分型面、無砂芯，因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。
12、擠壓鑄造—又稱液態模鍛，是使熔融態金屬或半固態合金，直接注入敞口模具中，隨后閉合模具，以產生充填流動，到達制件外部形狀，接著施以高壓，使已凝固的金屬（外殼）產生塑性變形，未凝固金屬承受等靜壓，同時發生高壓凝固，最后獲得制件或毛坯的方法，以上為直接擠壓鑄造；還有間接擠壓鑄造指將熔融態金屬或半固態合金通過沖頭注入密閉的模具型腔內，并施以高壓，使之在壓力下結晶凝固成型，最后獲得制件或毛坯的方法。
13、連續鑄造—是利用貫通的結晶器在一端連續地澆入液態金屬，從另一端連續地拔出成型材料的鑄造方法。
展開 01金屬擠壓理論與工藝（謝建新）
01金屬擠壓理論與工藝（謝建新）
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