在现代的工业生产中，有色合金在航空航天、汽车制造、电子电器等重要的工程与产品中发挥着重要的作用。有色金属材料的成形工艺是提高其质量、强化其性能和降低其生产成本的关键。最近几年，国际上在有色金属原料的成形和处理技术方面，已取得了较大的进步和突破，对整体产业的发展起到了积极的推动作用。

通过对国内外有色金属原料成形处理技术的研究，对其发展历程、分类特征以及应用实例等方面进行了较为全面的梳理，以期对国内有关行业的发展具有一定的借鉴意义。首先，对非铁合金成形工艺的历史进行了梳理，并分析了各工艺环节取得的突破和进展，并探讨了工艺进展的动力。

其次，着重对非铁合金的成形加工技术进行归类和特征研究，包括挤压成形加工技术、粉末冶金加工技术、熔体成形加工技术等，并研究了每一种加工技术的工艺流程、优缺点及应用领域。本项目还将结合实例，对上述方法的具体实施效果进行评估。

GB/T-有色金属成形工艺的分类及特征

在年，第一个被汉弗莱·达维发现并从其中提炼出来的是金属铝。但在19世纪早期，由于铝被认为是一种稀有的金属，其生产过程中所需的较高的生产费用制约了它的广泛使用。年，查尔斯·马丁、保罗·赫尔豪兹等人研制出的电解铝制法，实现了铝制品的工业化生产，对铝制品的开发与使用起到了极大的促进作用。

冲压成形工艺是一种通过外部力量对材料进行挤压、锻造或辊压等方式进行塑性变形而获得所需形状和尺寸的成形工艺。

锻压工艺：把一种金属在一定温度下放入一种压力模具，然后用一种很强的力量把它压制成型。在此基础上，通过改变合金的密度、强度、表面形貌等来达到控制合金性能和品质的目的。适用于各种大型高强度零件的制造，例如航空引擎零件，车辆的曲轴等。

挤出工艺，把金属坯料放在一个挤出机里，然后在一个很大的压力下把它从一个模具里挤出来。可以得到非常复杂的断面，增加了材料的硬度和致密程度。适用于铝型材，铜管，镁合金等的制造。

轧制工艺，把金属坯料在一组或多组轧辊之间进行多次的压缩，使其厚度逐渐减小，形状逐渐变化。生产效率高，产量大，适合生产板材、条状制品等。适用于生产铝箔，铜箔，不锈钢箔等。

粉末冶金工艺是利用金属粉末或非金属粉末作为原料，在一定条件下，加入适量的助剂，经过压制、烧结等方法，使材料致密化而成的工艺。

热等静挤压工艺是指将金属粉体与助剂一起置于模具内，然后在高温、高压下挤压、烧结而成的工艺。它可以加工出结构均匀、致密度高的复杂工件。该产品主要应用于汽车零部件、航天零部件及刀具等领域。

粉末注塑工艺是指将金属粉和助剂混合后，加热成为可流动的混合物，然后用注塑成形的方法制造出产品。适用于大规模、复杂外形的产品，力学性能优良。广泛应用于汽车，航天，医学设备等。

铸造成形工艺是指将金属原料融化后注入到模具中，待其冷却、固化而成的一种成形工艺。

重力铸造工艺是指将融化的金属液注入模具中，利用重力作用使其充满模腔，并在冷却固化后脱模而成形的工艺。具有生产简单、成本低、适应性强等特点。广泛应用于汽车，机械，建筑等领域。

压铸工艺是指将液态金属在高速、高压下被注射进模具，并在冷却后被顶出成型的工艺。可加工出精度高和结构复杂的工件，并可获得光滑的表面品质。适用于生产高精密飞机引擎叶片及刀具模具等。

熔融注塑工艺是指将金属原料融化后，以注塑工艺生产出具有较大体积的复杂构件。制造出高精度和高效率的部件，对降低资源消耗起到了积极作用。它被应用在航天，电子，电器以及医学仪器等领域。

有色金属的典型成形工艺实例分析

在此基础上，提出了一些具有代表性的有色合金成形工艺实例，并对其成形过程进行了系统的分析。

采用高压挤出技术制备出具有良好抗腐蚀性能的铝基复合材料，以满足我国航空航天等领域对高强度、低密度的金属材料的需求。选择合适的铝合金，对其成分进行了优化。对挤出过程进行了规划，并对挤出温度、挤出速度和冷却方式等参数进行了控制。

采用试验与仿真相结合的方法，对挤出工艺进行了优化，得到了所需要的材料特性与断面形状。在此基础上，进一步优化挤出成形技术，制备出高强度轻质的铝合金构件，为我国航空、汽车等领域提供技术支撑，提升我国自主知识产权的国际市场竞争力。

以铜为原料，采用金属粉末喷射成形技术，制备高精度、高性能的铜制品，以满足我国在电子、电气、通信等领域对高导电材料的需求。选用合适的铜粉及助剂，对原料的组成及含量进行严格的控制。对喷射过程中的温度、压力、流量等因素进行了优化。对成形后的产品进行了热处理及表面改性，以改善产品的性能及品质。

采用金属粉末喷射成形工艺生产高导电高精度铜材，在电子元件、通信设备等领域得到了广泛的使用，大大提升了其使用寿命与稳定性。

采用镁合金作为原料，采用重力铸造工艺，制备出轻质高强的镁合金构件，以满足我国航空、汽车等行业对轻量化、节能的要求。选择合适的镁合金成分，对其进行了优化。对浇注过程进行了规划，包括熔炼、浇注、冷却等步骤。通过对铸件的热处理及表面改性，改善了铸件的力学性能及耐腐蚀性。

本项目拟以轻质高强镁合金为研究对象，对其成分进行调控，并对其进行结构设计，实现其在航空、汽车等领域的重要应用。

实例表明，采用多种有色金属材料的成形技术，经过对其进行持续的工艺优化与选材改进，能够得到性能更好，满足特定用途需求的材料与构件。本项目对于促进我国有色金属原料行业发展，提升行业竞争能力，促进我国工业技术创新与发展，均有积极的现实意义。

国外有色金属原料成形工艺的工业应用实例

在我国的工业生产中，国际上先进的有色金属原料的成形处理技术得到了广泛的运用，使我国相关行业得到了显著的改善和发展。

目前，我国汽车工业对能源节约、环境保护、重量减轻等方面提出了更高的要求。铝合金具有轻便、高强等特点，是取代传统钢材的理想材料。

目前，在欧美等发达国家，铝合金已经广泛应用于汽车的车身、车轮、发动机等部件，使汽车的重量大大降低，从而提高了汽车的燃油效率和安全性能。例如，美国福特公司推出的F-皮卡，其车身由铝合金制成，比传统的钢制车身轻了约公斤，使其燃油效率提高了约20%。

飞机的轻量化、燃料利用率的提升是当前航空工业急需解决的问题。镁合金具有轻质、力学性能优良等优点，被广泛用于航空、航天等领域。

目前，国内外宇航飞行器的机身、发动机、副翼等结构与零部件均采用了镁合金。

采用镁合金，可以显著降低飞机的自重、改善燃料利用率和航程。此外，采用镁合金可提高飞机的承载力及寿命，对我国航空工业的发展具有重要意义。

目前，越来越多的电子、电气设备对高导电、高精度、高质量的零部件提出了更高的要求。由于能够生产高精度和高性能的零件，铜粉注塑工艺已越来越受到人们的青睐。

目前，国内外电子产品生产厂家普遍采用铜粉注塑成形工艺来生产各类外形较为复杂的电气连接器、导线及散热器等。

采用铜粉注塑成形工艺，可以使产品体积更小，性能更好，从而大大提升产品的能量密度与效能。另外，通过对铜粉注塑工艺的研究，可以有效地减少原料的消耗，减少产品的制造费用，从而推动了我国家电行业的技术革新和技术进步。

技术动向和前景

随着科技的发展，越来越多的有色金属新材料将被开发出来。这些新型的金属基复合材料将会表现出更高的强度，更好的耐腐蚀性，更好的导电性等特性。新材料的使用，促进了工业发展，并适应了日益提高的对产品性能的要求。

3D打印是一种极具发展前景的新技术。随着3D打印技术的进一步发展与完善，它将可用于有色金属构件的高精度、复杂型面的制备。这将使整个行业更加灵活，有更多的革新余地。

环境保护与可持续发展是当今世界各国企业共同努力的方向。在有色金属原料的成形处理方面，要强化“绿色生产”与“循环经济”的理念。比如，发展可循环使用或可降解的材料，可以减少能耗，减少废弃物的生成，从而减轻对环境的冲击。

在此基础上，提出了一种基于物理模型和数值模拟相结合的方法。