金属零件制造：如何制作定制金属零件

金属零件制造已成为制造过程中不可或缺的一部分。从纸夹到飞机零件，它广泛用于制造各行业的零件。每次您上车拿起手机或处理工具时，您使用的产品都是金属零件制造的产物。我们的系统依赖于这些金属部件，没有它们，我们将无法建造房屋、制造电子设备或保持车辆运转。

本文为您提供完整的金属制造指南，解释您需要了解的所有内容。从金属制造的定义、类型、应用到其表面处理选项。此外，本指南将为您提供金属零件制造的各个方面。到最后，您将对这一关键过程有更好的了解，并可以做出相应的决定。

什么是金属加工？

金属制造是一个广义的术语，可以指金属零件制造的过程，例如弯曲、切割、组装、成型或将金属模制成所需的结构。您也可以将此过程称为增值过程，涉及从原材料中创建零件、机器和其他结构。

在金属零件制造中，您不是组装现成的组件来获得最终产品，而是使用原材料或半原材料制造最终产品。该工艺使用金属板材、棒材、坯料和棒材来生产新的金属零件。

金属材料的类型 - 概述

每天我们都会在生活中遇到几十种不同的金属。那里有许多不同类型的金属，它们有两个不同的类别。让我们看看他们两个。

• 硬金属 ：这种类型的金属由使用硬质材料固定在一起的金属基体组成，与合金、纯金属或硬化钢相比，这使得它们更坚韧。这些金属更硬但也很脆弱。更重要的是，硬质合金用于生产钻头、铣刀、凿子等切削材料。此外，冲压和成型工具也可以使用硬质合金。硬质金属的耐温性明显高于其他金属。硬质金属的一些例子是钨、钢、钛和铬。

• 软金属 :这是一种硬度较低的特殊金属材料。软质材料是一种表面工程材料，可以作为滚动和滑动应用的固体润滑剂。这些软金属减少了机械部件的摩擦，提高了抗磨损能力。此外，它们可以增强和延长设备的使用寿命。  金、铅、银、钍、镁、锌、锡、铝、铜、黄铜和青铜是软金属的例子。

如何制造金属零件

对于不同类型的金属，金属零件制造差异很大。每种制造类型都有其优势和兼容性。为了更好地了解各种不同的生产方法并帮助您做出最佳决策，我们在下面概述了金属制造工艺。

CNC 加工：去除材料

CNC加工是一种计算机控制的制造过程，通过材料去除过程将原材料切割成所需的形状。精密 CNC 加工中有许多不同类型的加工操作，您可以根据所需的几何形状和表面纹理的复杂性来使用其中的任何一种。因此，它是中低复杂度和体积的最佳金属零件制造选择。

CNC加工是许多行业的首选工艺。该技术的两大类是CNC车削和铣削。

铣床具有多点切削刀具。铣削过程使用这种旋转刀具从金属原料（工件）中去除不需要的材料并获得金属零件的所需形状。这是通过刀具的多轴旋转来实现的。此外，在 CNC 车削中，单个切削刃从旋转工件中去除多余的金属，从而在金属零件中产生圆柱形结构。旋转工件沿平行于金属零件旋转轴线的方向缓慢进给移动刀具。

CNC加工金属零件的应用

当今世界上几乎每个行业都使用 CNC 车削和铣削的金属零件。这些部件是现代工业的主力。在 CNC 车削的帮助下，汽车 、电信、电气、机械和电子行业生产多种组件。例如，CNC 车削有助于制造衬套、轴、销、杆、齿轮箱和头部。

CNC 铣削也是金属制造中众所周知的加工操作。 航天 结构、汽车模型、医疗部件以及几乎任何你能想象到的金属零件都可以用 CNC 铣削加工。

挤压：将金属推入模具

这个过程涉及将加热的金属推入模具。模具将形状制成管状或 L 形。通过这种技术，金属可以构造成更复杂的形状。挤压生产的金属零件需要后加工，例如钻孔、切割和机加工。这是一个需要恒定横截面的理想工艺。热挤压可以制造更大的零件和极端的复杂性。相比之下，冷挤压制造的零件更小，复杂性更低。

在这个过程中，圆柱形子弹被迫流过一个封闭的空腔，该空腔是具有所需横截面的模具。这些横截面勾勒出金属零件的轮廓，并用液压或机械压力机将它们压出。金属部分以所需的形状出现。

挤压包括三种不同的操作类型，热挤压、冷挤压和摩擦。热挤压在高温下处理，以防止材料硬化。冷挤压涉及室温，因为材料可能具有较少的氧化、更紧密的耐受性并且更坚固。最后，摩擦过程需要力将电荷推向模具。

挤压金属零件的应用

挤出为油漆和饰面提供了光滑的表面。这一特性使其成为化妆品和精密零件的理想选择。航空航天和汽车行业将这种工艺用于其组件。它在窗户、栏杆和地板应用中也很有用。

冲压：切割和折弯零件

冲压过程可以在金属板上形成形状、图像和字母。液压机和机械压力机是冲压的两种类型。这种技术弯曲、冲压和切割金属板，使其成为所需的形状。通过这个过程，1/4 厚度的片材可以成型为特定的尺寸和形状。冲压操作包括落料、金属压印和四滑块成型。此过程具有高度可扩展性，可用于高产量和复杂性，且单位成本低。

冲压涉及钣金制造过程的多种技术，包括冲压、弯曲、压花、压印和翻边。这可能是一个单阶段操作，您可以在其中压制金属以在板材上产生所需的形状，以进行多阶段操作。该工艺通常使用冷金属板。

冲压金属零件的应用

冲压是每年在电子、电器和汽车行业制造数百万个零件的过程。这种方法适用于制作外壳、支架、机箱等大批量功能部件。也是机器人行业的最佳选择。

锻造：塑造金属

这是一种使用局部压缩力来塑造金属的制造过程。简单地说，这就是加热和塑造金属的过程。此外，它是一种流行的自动化工业过程。可锻件从公斤到一百公吨不等。现代工业使用高冲击力锻造机将金属塑造成理想的结构。锻造生产比铸造和机械加工更坚固的金属部件。此工艺经济且产生的废物少。

这是一个简单的过程，包括五个步骤，即加热、执行、锻造、冷却和精加工。此外，该工艺不需要在液体中进行金属还原，将金属加热到可锻状态就足以进行锻造，从而使金属零件更加坚固。

锻造金属零件的应用

全球各行各业都需要锻造金属部件。汽车行业将这些部件用于冲击和应力应用，例如轮轴、主销、轴、扭力球等。这些部件在手术工具、电气传动、家用五金和一般工业设备中都有应用。

铸造：历史悠久的制造工艺

它是最灵活的金属零件制造工艺之一。铸造是各种形状复杂的金属结构的理想选择。您可以说这是解决金属制造问题的经济解决方案，否则需要多种方法来解决。该过程将液体材料倒入模具中，该模具是具有所需结构的预建空腔。然后它可以将材料冷却并固化，然后从模具中脱出，得到铸造的金属零件。

有两种众所周知的铸造方法。让我们看看两者。

• 投资铸造 ：熔模铸造使用最终产品的蜡模型。蜡涂有陶瓷，一旦陶瓷硬化，蜡就会被加热并排出。硬化的陶瓷外壳成为所需金属零件的模具。将熔融金属倒入模具中并使其冷却并与模具分离。此过程确保生产详细而复杂的零件。熔模铸造可以满足小型生产需求。

• 压铸 ：这个过程在液压的帮助下迫使液态金属进入模具。钢模具的制造方式可以产生复杂的形状，以确保可重复性和准确性以及有效性。因此，压铸适用于复杂程度极高的中小型铸件的大批量生产。

金属铸件的应用

这个过程能够制造当今几乎所有商业制造的机械设备。此外，在生产方面，铸件在成本和其他方面优于CNC加工。这种金属制造方法经常用于制造洗衣机、金属管和汽车部件。

金属注射成型：大批量生产工艺

在这个过程中，金属被细粉化，然后与粘合剂材料混合以形成原料。然后将原料固化并成型为最终产品。这种技术非常适合大批量生产，而且具有成本效益，否则通过其他方法制造会非常昂贵。

金属注射成型与压铸的不同之处在于它使用聚合物-金属混合物的进料。金属和聚合物的混合物在第一步中产生。之后，该过程将熔化，然后将粉末原料注入模具中，然后冷却并凝固以形成模具形状。最后一步，将成型件从模具中顶出并清洗。

应用程序 注塑成型金属零件

该工艺是金属零件制造中的一项创新技术，能够以一致的方式大量生产复杂零件。汽车行业有许多零件使用这种技术生产。这种制造工艺还制造了飞机、医疗设备、配件、装饰品、电脑、办公产品和家电部件等许多其他产品。

注：对于制造医疗器械，塑料注射成型技术也是一种非常有效的方法。

金属 3D 打印：复杂几何形状和小批量零件

金属 3D 打印使用激光技术生产金属零件。这种方法在原型中很常见，可以替代小批量铸造。当涉及低成本和较短交货时间的高度复杂的小批量零件时，该技术是理想的。金属 3D 打印还因其生产一体式装配体和几何形状的能力而广受认可，这些部件和几何形状使用标准工具几乎不可能实现。

在这个过程中，金属颗粒是一步一步进行3D打印的。在金属 3D 打印中，执行此操作的腔室充满惰性气体（例如氩气）以减少金属粉末的氧化，然后加热。之后，在构建平台上铺一层薄薄的金属粉末，激光扫描组件的横截面，使金属颗粒融合形成一层。扫描模型的整个区域并以此方式构建完全实体的部分。现在最终的金属 3D 打印部件已经可以使用了。

应用程序 3D 打印金属零件

金属 3D 打印可以快速、廉价地制造不同的工业部件。 However, it is famous for the mass production of custom tools and the low volume production of specialized instruments. Thus, the technique is a great way to produce fully functional prototypes, rigid housing, ductwork, spare parts, production tools, surgical and dental implants, jewelry and decorative items, and many other components into different modern industries.

Surface Finish Options for Metal Parts

This is the final process in the manufacturing operation. Surface finishing provides environmental protection and aesthetics to metal fabricated parts. In addition, this process improves the features such as surface roughness and corrosion resistance which is beyond the capacity of machining operations. On top of that, some treatments can also increase the mechanical and electrical properties of the metal parts.

Below mentioned are some of the surface finishing options for metal parts.

• Electroplating
• Electroless Plating
• Anodic Oxidation
• Chemical Treatment
• Vacuum Plating
• Hot Dipping
• Painting
• Thermal Spraying

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C onclusion

It is imperative that metal is an extremely important material for many industries and household items that have given us so impressive equipment that made our life easier and better. In this article, we have discussed metal parts manufacturing and its fabrication options due to their highly detailed and unique characteristics. This guide can help you grasp various metal processing methods.