工厂是怎样把金属材料加工制造成机械零件的？一般的机械制造工艺过程如图1-25所示。
机械零件的使用要求不同，选择的材料就不同，它的加工工艺也就不同。工艺性能是指金属材料是否易于加工成型的性能。根据金属材料不同的加工工艺，工艺性能可分为铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能等。
图1-25 机械制造工艺过程
铸造性能
铸造是将金属熔化为液态后浇注入铸型的空腔，冷却后获得相应的工件毛坯的工艺过程，其示意图如图1-26所示。金属熔化后是否易于铸造成优良铸件的性能称为金属的铸造性能。衡量金属铸造性能的主要指标是流动性、收缩性和偏析等。
图1-26 金属的铸造示意图
（1）流动性，金属熔融时的流动能力。金属在熔融时的流动性好，铸造时容易充满铸型，可以浇注形状复杂的零件。
（2）收缩性，铸件在冷却过程中体积和尺寸减小的现象。铸件的收缩会产生收缩应力，导致缩孔、疏松、变形，甚至裂纹。一般铸铁的收缩率为1.0％，而铸钢的收缩率为2.0％。
（3）偏析，金属凝固后，内部组织和化学成分不均匀的现象。偏析的存在会导致铸件各部分的力学性能产生差异，影响铸件质量。铸铁的偏析倾向比铸钢要小。
铸铁的流动性好，收缩率小，偏析倾向小。因此，铸铁的铸造性能比铸钢好。
压力加工性能
金属材料在压力加工中承受压力发生变形而不被破坏的能力称为压力加工性能。它包括锻造性能、挤压性能、轧制性能、拉制性能和冲压性能。金属各种压力加工工艺如图1-27所示。
图1-27 金属各种压力加工工艺
金属的压力加工性能与金属的塑性和变形抗力有关，塑性好、变形抗力小的金属，其压力加工性能也好。碳钢的锻压性能好，而铸铁一般不能进行锻压加工。
你知道吗？
钢制的零件毛坯为什么要进行反复锻造
机械制造时，对一些受力大或重要的钢制零件 （如汽轮机的曲轴）的毛坯进行反复细致的锻造，主要目的有两个：一是形成锻造流线，如图1-28（a）所示，使曲线分布合理，提高其力学性能；二是通过锻造使晶粒细化，并消除组织缺陷。
而锻造后的曲轴直接进行切削加工的流线如图1-28（b）所示，流线间断而不连续，与锻造获得的曲轴力学性能存在显著的差距。
图1-28 曲轴锻造曲线与切削加工流线
（a）曲轴锻造流线；（b）曲轴切削加工流线
焊接性能
将两部分金属材料通过加热、加压使其牢固结合为一体的工艺方法称为焊接。金属材料对焊接加工的适应性称为焊接性能。焊接性能好的金属，焊接时不易形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，并且焊接接头具有很好的力学性能。金属材料的化学成分对金属的焊接性能有很大的影响。低碳钢具有优良的焊接性能，高碳钢、不锈钢、铸铁的焊接性能较差。
焊接有人工焊接、机器人焊接，还有激光焊接，如图1-29～图1-31所示。现在许多汽车制造厂生产的小轿车的车身就采用激光焊接，使车体看起来天衣无缝，浑然一体。
图1-29 人工焊接
图1-30 机器人焊接
图1-31 激光焊接
切削加工性能
切削加工是用刀具切削金属材料毛坯，使其达到一定形状、尺寸精度和表面粗糙度的工艺。常用的切削加工方法有车削、铣削、镗削、刨削、磨削及钳工。
金属材料在切削加工时的难易程度称为切削加工性能。切削加工性能好的金属材料切削时刀具磨损量小，切削量大，加工表面也比较光洁。切削加工性能的好坏与金属材料的硬度、导热性、内部结构、加工硬化等因素有关，其中，硬度对切削加工性能影响最大。一般而言，硬度在170～230HBS的金属材料最易切削加工。就钢铁材料而言，铸铁的切削加工性能好于碳钢。
练习与实践
一、填空题
1.机械制造时，零件毛坯的制造方法通常有__________、__________和__________。
2.铸铁的铸造性能比碳钢好，这是因为铸铁的__________、__________、__________。
3.机械制造中，切削加工方法有__________、__________、__________、__________、__________和__________。硬度在__________ HBS的金属材料最易切削加工。
二、选择题
1.下列金属材料铸造性能好的是 （ ），焊接性能好的是 （ ），锻造性能好的是 （ ），切削加工性能好的是 （ ）。
A.低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.铸铁
2.子弹弹壳采用黄铜H70经深度冷冲压加工而成。你认为下列对H70力学性能表述正确的是 （ ）。
A.硬度高 B.强度大 C.韧性差 D.塑性好
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