金屬加工[工業技術]

金屬加工指人類對由金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料進行加工的生產活動。人類社會的進步與金屬材料的加工與運用關係十分密切，在六千多年前冶煉出黃銅，在四千多年前能夠製造簡單的青銅工具，在三千多年前開始用隕鐵製造兵器，中國在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵，比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀，鋼鐵工業的發展，成為工業革命的重要內容和物質基礎。

概述

金屬加工簡稱金工，是一種把金屬物料加工成為物品、零件、組件的工藝技術，包括了橋樑、輪船等的大型零件，乃至引擎、珠寶、腕錶的細微組件。它被廣泛套用在科學、工業、藝術品、手工藝等不同的領域。

金屬加工的歷史

金屬加工[工業技術]

從100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進行加工,使之成為器皿和精緻的工具,從而進入新石器時代。現在考古發掘證明我國在八千多年前已經製成實用的陶器,在六千多年前已經冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵製造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀,鋼鐵工業的發展,成為產業革命的重要內容和物質基礎。19世紀中葉,現代平爐和轉爐鎳管煉鋼技術的出現,使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到套用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世並得到套用。至今,金屬材料在材料工業中一直占有主導地位。金屬材料可以說是人類社會發展的全稱見證者，之所以那么說，是與他在人類社會各個轉型期所起到的舉足輕重的作用所分不開的。作為人類最早發現並開始加以利用的一種材料，金屬可以說從方方面面影響著人類的歷史發展進程。從最初把金屬打造成狩獵武器到如今人類的生活已完全離不開金屬，可見金屬早已融入了整個人類社會，那么金屬在人類社會中的過去，現在和將來又會是什麼樣的呢？

金屬的在人類社會的過去時中扮演的角色多為一個時期的社會性質的縮影。如新石器時代，青銅器時代等等，而之所會如此為這些時代命名，歸根結底，最主要的原因，便是人類在這一石器開發出了某種新的金屬，而這一金屬幾乎決定了人類在這一時期的文明發展進程。如在戰國石器，由於鐵器的發明和使用，既解放了農村的大量生產力，又在投入戰爭使用後，大大縮短了戰爭的進程，從而加速了整個國家的統一，結束了亂世的局面，使得我國文明在一段動盪時期後能夠繼續得以正常的發展。其中，金屬在武器方面的貢獻主要在冷兵器的鑄造上，又猶以石制兵器和青銅兵器為最。石兵器時期從原始人學會製作勞動工具--石斧、石刀等開始，到夏朝青銅兵器問世以前，大約歷經五六十萬年之久。從出土的石兵器判斷，中國最古老的兵器是古代猿人採集石英石、砂岩、煌石等原料，經過敲打、磨製而成的。有扁、圓、方、關各種不規則形，有帶刀的，有呈校狀的。我們的祖先正是依靠那些既是勞動工具又當防衛武繳的器具，圍獸捕獵，刀耕火種，頑強生存並得以進化發展的。到舊石器時代末期，人們已能製造出可安裝竹木桶的石矛、標槍、石斧等 兵器，進而發明了拋射兵器--弓箭。這充分顯示出中國古代勞動人民的聰明才智和精湛技能，人們就此告別愚昧走向文明。新石器時代，石兵器的製造技術已有很大進步，種類日漸增多。 而青銅兵器時期從夏朝算起一直延續到春秋戰國。這一時期伴隨我國的奴隸制社會，從興盛走向沒落。在商朝青銅文化日益繁榮的盛況下，青銅兵器迅速崛起，很快成為奴隸主貴族士大夫階層掌握的工具，並徹底取代了古老的石兵器， 成為車戰時代軍隊中裝備的主要兵器。因而可見，金屬材料在古代社會是有著舉足輕重的地位的。而人們在意識到這點後，也加大了利用的幅度，這也在一定程度上促進了金屬冶煉技術的發展。兩者是相輔相成的。

金屬加工的工藝

金屬加工指人類對由金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料進行加工的生產活動。金屬的加工方法與工藝包括：

澆鑄

澆鑄：指金屬被加熱熔化，然後澆注到模型里，適合加工造型複雜的零件。

澆注分類

砂模鑄造：成本低，批量小，可以加工複雜的造型，但可能會需要大量的後期處理工序。

熔模鑄造/失蠟法鑄造：這種加工方法具有很高的連續性和精確度，也可以用於加工複雜造型。它是在相對低廉的加工成本前提下，能夠實現非常完美的表面效果，適合大批量生產。

注鑄法：用於加工高誤差的複雜造型。由於工藝本身的特點，產品成型後不需要後處理，然而，只有在大批量生產的情況下才能顯示出成本低的優點。 壓鑄法：加工成本高，只有在大批量生產的情況下成本才合理。但最終產品的成本相對較低而且誤差比較高。可以用於生產壁厚較薄的零件。

旋鑄法：是加工小型零件的理想方法，通常用於首飾製造。可以使用橡皮模型以降低加工的成本。

定向固化：可以生產具有優良抗疲勞性能的非常堅固的超耐熱合金澆注到模型里，然後經過嚴格控制的加溫及冷卻工序，以消除任何細小的瑕疵 塑性成型加工部分 塑性成型加工：是指將成型金屬高溫加熱以進行重新造型，屬勞動密集型生產。

塑性成型加工

鍛造：在冷加工或者高溫作業的條件下用捶打和擠壓的方式給金屬造型，是最簡單最古老的金屬造型工藝之一。

扎制：高溫金屬坯段經過了若干連續的圓柱型輥子，輥子將金屬扎入型模中以獲得預設的造型。

拉制鋼絲：利用一系列規格逐漸變小的拉絲模將金屬條拉製成細絲狀的工藝。

擠壓：一種成本低廉的用於連續加工的，具有相同橫截面形狀的，實心或者空心金屬造型的工藝，既可以高溫作業又可以進行冷加工。

衝擊擠壓：用於加工沒有錐度要求的小型到中型規格的零件的工藝。生產快捷，可以加工各種壁厚的零件，加工的成本低。

粉末冶金：一種可以加工黑色金屬元件也可以加工有色金屬元件的工藝。包括將合金粉末混合以及將混合物，壓入模具兩項基本工序。金屬顆粒經過高溫加熱燒結成型。這種工藝不需要機器加工，原材料利用率可以達到97%，不同的金屬粉末可以用於填充模具的不同部分。

固體成型加工

固體成型加工：是指所使用的原料是一些在常溫條件下可以進行造型的金屬條，片以及其他固體形態。屬於勞動密集型生產。加工成本投入可以相對低廉一些。

固體成型加工分類

旋壓：一種非常常見的用於生產圓形對稱部件的加工方法，如碟子，杯子以及圓錐體等。加工時，將高速旋轉的金屬板推近同樣告訴旋轉的，固定的車床上的模型，以獲得預先設定好的造型。該工藝適合各種批量形式的生產。

彎曲：一種用於加工任何形式的片狀，桿狀以及管狀材料的經濟型生產工藝。

連續扎製成型：將金屬片餵入壓輥之間，以獲得長度連續，橫截面一致的金屬造型。與擠壓工藝類似，但是對加工元件的壁厚有限制，只能得到單一的壁厚。只有在大量生產的前提下，加工成本才最合理。

衝壓成型：金屬片置於陽模與陰模之間經過壓製成型，用於加工中空造型，深度可深可淺。

沖孔：利用特殊工具在金屬片上沖剪出一定造型的工藝，大、小批量生產都可以適用。

沖切：與沖孔工藝基本類似，不同之處在於前者利用衝下部分，而後者利用沖切之後金屬片剩餘部分。

剪下：用剪下的方式切割金屬片，與用一把剪刀從最佳位置剪裁紙張是一個道理。

切屑成型：當對金屬進行切割的時候有切屑生產的切割方式統稱為切屑成型，包括銑磨，鑽孔，車床加工以及磨，鋸等工藝。

無切屑成型：利用現有的金屬條或者金屬片等進行造型。沒有切屑產生。這類工藝包括化學加工，腐蝕，放電加工，噴砂加工，雷射切割，噴水切割以及熱切割等。

拉絲

拉絲可根據裝飾需要，製成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。

直紋拉絲是指在鋁板表面用機械磨擦的方法加工出直線紋路，它具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續絲紋和斷續絲紋兩種，連續絲紋可用百潔布或不鏽鋼刷通過對鋁板表面進行連續水平直線磨擦（如在有靠現裝置的條件下手工技磨或用刨床夾住鋼絲刷在鋁板上磨刷）獲取。改變不鏽鋼刷的鋼絲直徑，可獲得不同粗細的紋路。斷續絲紋一般在刷光機或擦紋機上加工製得。

製取原理：採用兩組同向旋轉的差動輪，上組為快速旋轉的磨輥，下組為慢速轉動的膠輥，鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經過，被刷出細膩的斷續直紋。

亂紋拉絲是在高速運轉的銅絲刷下，使鋁板前後左右移動磨擦所獲得的一種無規則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對鋁或鋁合金板的表面要求較高。

波紋一般在刷光機或擦紋機上製取。利用上組磨輥的軸向運動，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。

旋紋也稱旋光，是採用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鑽床上，用煤油調和拋光油膏，對鋁或鋁合金板表面進行旋轉拋磨所獲取的一種絲紋。它多用於圓形標牌和小型裝飾性錶盤的裝飾性加工。

螺紋是用一台在軸上裝有圓形毛氈的小電機，將其固定在桌面上，與桌子邊沿成60度左右的角度，另外做一個裝有固定鋁板壓茶的拖板，在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋競度。利用毛氈的旋轉與拖板的直線移動，在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。 塑膠電鍍 塑膠電鍍的特點 塑膠電鍍製品具有塑膠和金屬兩者的特性。它的比重小，耐腐蝕性能良好，成型簡便，具有金屬光澤和金屬的質感，還有導電、導磁和焊接等特性。它可以節省繁雜的機械加工工序、節省金屬材料，而且美觀，裝飾性強，同時，它還提高了塑膠伯的機械強度。由於金屬鍍層對光、大氣等外界因素具有較高的穩定性，因而塑膠電鍍金屬後，可防止塑膠老化，延長塑膠件的使用壽命。 隨著工業的迅速發展、塑膠電鍍的套用日益廣泛，成為塑膠產品中表面裝飾的重要手段之一。目前國內外已廣泛在ABS、聚丙烯、聚碸、聚碳酸酯、尼龍、酚醛玻璃纖維增強塑膠、聚苯乙烯等塑膠表面上進行電鍍，其中尤以ABS塑膠電鍍套用最廣，電鍍效果最好。