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1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(shù)，包括了橋梁、輪船等的大型零件，乃至引擎、珠寶、腕表的細(xì)微組件。它被廣泛應(yīng)用在科學(xué)、工業(yè)、藝術(shù)品、手工藝等不同的領(lǐng)域。

2金屬加工的歷史

從100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時(shí)代。1萬年以前,人類對(duì)石器進(jìn)行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進(jìn)入新石器時(shí)代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國在八千多年前已經(jīng)制成實(shí)用的陶器,在六千多年前已經(jīng)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制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時(shí)期已會(huì)冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐鎳管煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。至今,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。金屬材料可以說是人類社會(huì)發(fā)展的全稱見證者，之所以那么說，是與他在人類社會(huì)各個(gè)轉(zhuǎn)型期所起到的舉足輕重的作用所分不開的。作為人類早發(fā)現(xiàn)并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(fā)展進(jìn)程。從初把金屬打造成狩獵武器到如今人類的生活已*離不開金屬，可見金屬早已融入了整個(gè)人類社會(huì)，那么金屬在人類社會(huì)中的過去，現(xiàn)在和將來又會(huì)是什么樣的呢？
金屬的在人類社會(huì)的過去時(shí)中扮演的角色多為一個(gè)時(shí)期的社會(huì)性質(zhì)的縮影。如新石器時(shí)代，青銅器時(shí)代等等，而之所會(huì)如此為這些時(shí)代命名，歸根結(jié)底，主要的原因，便是人類在這一石器開發(fā)出了某種新的金屬，而這一金屬幾乎決定了人類在這一時(shí)期的文明發(fā)展進(jìn)程。如在戰(zhàn)國石器，由于鐵器的發(fā)明和使用，既解放了農(nóng)村的大量生產(chǎn)力，又在投入戰(zhàn)爭使用后，大大縮短了戰(zhàn)爭的進(jìn)程，從而加速了整個(gè)國家的統(tǒng)一，結(jié)束了亂世的局面，使得我國文明在一段動(dòng)蕩時(shí)期后能夠繼續(xù)得以正常的發(fā)展。其中，金屬在武器方面的貢獻(xiàn)主要在冷兵器的鑄造上，又猶以石制兵器和青銅兵器為。石兵器時(shí)期從原始人學(xué)會(huì)制作勞動(dòng)工具--石斧、石刀等開始，到夏朝青銅兵器問世以前，大約歷經(jīng)五六十萬年之久。從出土的石兵器判斷，中國古老的兵器是古代猿人采集石英石、砂巖、煌石等原料，經(jīng)過敲打、磨制而成的。有扁、圓、方、關(guān)各種不規(guī)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(dòng)工具又當(dāng)防衛(wèi)武繳的器具，圍獸捕獵，刀耕火種，頑強(qiáng)生存并得以進(jìn)化發(fā)展的。到舊石器時(shí)代末期，人們已能制造出可安裝竹木桶的石矛、標(biāo)槍、石斧等 兵器，進(jìn)而發(fā)明了拋射兵器--弓箭。這充分顯示出中國古代勞動(dòng)人民的聰明才智和技能，人們就此告別愚昧走向文明。新石器時(shí)代，石兵器的制造技術(shù)已有很大進(jìn)步，種類日漸增多。 而青銅兵器時(shí)期從夏朝算起一直延續(xù)到春秋戰(zhàn)國。這一時(shí)期伴隨我國的奴隸制社會(huì)，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，并*取代了古老的石兵器， 成為車戰(zhàn)時(shí)代軍隊(duì)中裝備的主要兵器。因而可見，金屬材料在古代社會(huì)是有著舉足輕重的地位的。而人們?cè)谝庾R(shí)到這點(diǎn)后，也加大了利用的幅度，這也在一定程度上促進(jìn)了金屬冶煉技術(shù)的發(fā)展。兩者是相輔相成的。

3金屬加工的工藝

金屬加工指人類對(duì)由金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料進(jìn)行加工的生產(chǎn)活動(dòng)。金屬的加工方法與工藝包括： 

澆鑄

澆鑄：指金屬被加熱熔化，然后澆注到模型里，適合加工造型復(fù)雜的零件。
澆注分類
砂模鑄造：成本低，批量小，可以加工復(fù)雜的造型，但可能會(huì)需要大量的后期處理工序。
熔模鑄造/失蠟法鑄造：這種加工方法具有很高的連續(xù)性和度，也可以用于加工復(fù)雜造型。它是在相對(duì)低廉的加工成本前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)非常的表面效果，適合大批量生產(chǎn)。
注鑄法：用于加工高誤差的復(fù)雜造型。由于工藝本身的特點(diǎn)，產(chǎn)品成型后不需要后處理，然而，只有在大批量生產(chǎn)的情況下才能顯示出成本低的優(yōu)點(diǎn)。 壓鑄法：加工成本高，只有在大批量生產(chǎn)的情況下成本才合理。但終產(chǎn)品的成本相對(duì)較低而且誤差比較高。可以用于生產(chǎn)壁厚較薄的零件。 [4] 
旋鑄法：是加工小型零件的理想方法，通常用于首飾制造。可以使用橡皮模型以降低加工的成本。
定向固化：可以生產(chǎn)具有優(yōu)良抗疲勞性能的非常堅(jiān)固的超耐熱合金澆注到模型里，然后經(jīng)過嚴(yán)格控制的加溫及冷卻工序，以消除任何細(xì)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(jìn)行重新造型，屬勞動(dòng)密集型生產(chǎn)。 

塑性成型加工

鍛造：在冷加工或者高溫作業(yè)的條件下用捶打和擠壓的方式給金屬造型，是簡單古老的金屬造型工藝之一。 
扎制：高溫金屬坯段經(jīng)過了若干連續(xù)的圓柱型輥?zhàn)樱佔(zhàn)訉⒔饘僭胄湍Ｖ幸垣@得預(yù)設(shè)的造型。
拉制鋼絲：利用一系列規(guī)格逐漸變小的拉絲模將金屬條拉制成細(xì)絲狀的工藝。
擠壓：一種成本低廉的用于連續(xù)加工的，具有相同橫截面形狀的，實(shí)心或者空心金屬造型的工藝，既可以高溫作業(yè)又可以進(jìn)行冷加工。
沖擊擠壓：用于加工沒有錐度要求的小型到中型規(guī)格的零件的工藝。生產(chǎn)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(xiàng)基本工序。金屬顆粒經(jīng)過高溫加熱燒結(jié)成型。這種工藝不需要機(jī)器加工，原材料利用率可以達(dá)到97%，不同的金屬粉末可以用于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(jìn)行造型的金屬條，片以及其他固體形態(tài)。屬于勞動(dòng)密集型生產(chǎn)。加工成本投入可以相對(duì)低廉一些。

固體成型加工分類

旋壓：一種非常常見的用于生產(chǎn)圓形對(duì)稱部件的加工方法，如碟子，杯子以及圓錐體等。加工時(shí)，將高速旋轉(zhuǎn)的金屬板推近同樣告訴旋轉(zhuǎn)的，固定的車床上的模型，以獲得預(yù)先設(shè)定好的造型。該工藝適合各種批量形式的生產(chǎn)。
彎曲：一種用于加工任何形式的片狀，桿狀以及管狀材料的經(jīng)濟(jì)型生產(chǎn)工藝。
連續(xù)扎制成型：將金屬片喂入壓輥之間，以獲得長度連續(xù)，橫截面一致的金屬造型。與擠壓工藝類似，但是對(duì)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(chǎn)的前提下，加工成本才合理。
沖壓成型：金屬片置于陽模與陰模之間經(jīng)過壓制成型，用于加工中空造型，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(chǎn)都可以適用。
沖切：與沖孔工藝基本類似，不同之處在于前者利用沖下部分，而后者利用沖切之后金屬片剩余部分。
剪切：用剪切的方式切割金屬片，與用一把剪刀從佳位置剪裁紙張是一個(gè)道理。
切屑成型：當(dāng)對(duì)金屬進(jìn)行切割的時(shí)候有切屑生產(chǎn)的切割方式統(tǒng)稱為切屑成型，包括銑磨，鉆孔，車床加工以及磨，鋸等工藝。
無切屑成型：利用現(xiàn)有的金屬條或者金屬片等進(jìn)行造型。沒有切屑產(chǎn)生。這類工藝包括化學(xué)加工，腐蝕，放電加工，噴砂加工，激光切割，噴水切割以及熱切割等。
拉絲
拉絲可根據(jù)裝飾需要，制成直紋、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(jī)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(xù)絲紋和斷續(xù)絲紋兩種，連續(xù)絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對(duì)鋁板表面進(jìn)行連續(xù)水平直線磨擦（如在有靠現(xiàn)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。改變不銹鋼刷的鋼絲直徑，可獲得不同粗細(xì)的紋路。斷續(xù)絲紋一般在刷光機(jī)或擦紋機(jī)上加工制得。
制取原理：采用兩組同向旋轉(zhuǎn)的差動(dòng)輪，上組為快速旋轉(zhuǎn)的磨輥，下組為慢速轉(zhuǎn)動(dòng)的膠輥，鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經(jīng)過，被刷出細(xì)膩的斷續(xù)直紋。
亂紋拉絲是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的銅絲刷下，使鋁板前后左右移動(dòng)磨擦所獲得的一種無規(guī)則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對(duì)鋁或鋁合金板的表面要求較高。
波紋一般在刷光機(jī)或擦紋機(jī)上制取。利用上組磨輥的軸向運(yùn)動(dòng)，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。
旋紋也稱旋光，是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上，用煤油調(diào)和拋光油膏，對(duì)鋁或鋁合金板表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拋磨所獲取的一種絲紋。它多用于圓形標(biāo)牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。
螺紋是用一臺(tái)在軸上裝有圓形毛氈的小電機(jī)，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(gè)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(zhuǎn)與拖板的直線移動(dòng)，在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。 塑料電鍍 塑料電鍍的特點(diǎn) 塑料電鍍制品具有塑料和金屬兩者的特性。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(zhì)感，還有導(dǎo)電、導(dǎo)磁和焊接等特性。它可以節(jié)省繁雜的機(jī)械加工工序、節(jié)省金屬材料，而且美觀，裝飾性強(qiáng)，同時(shí)，它還提高了塑料伯的機(jī)械強(qiáng)度。由于金屬鍍層對(duì)光、大氣等外界因素具有較高的穩(wěn)定性，因而塑料電鍍金屬后，可防止塑料老化，延長塑料件的使用壽命。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、塑料電鍍的應(yīng)用日益廣泛，成為塑料產(chǎn)品中表面裝飾的重要手段之一。目前國內(nèi)外已廣泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龍、酚醛玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚苯乙烯等塑料表面上進(jìn)行電鍍，其中尤以ABS塑料電鍍應(yīng)用廣，電鍍效果好。