基本原则
适用性原则
工艺性原则
经济性原则
材料及成型工艺选择的步骤、方法及依据
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选择材料及其成型工艺的步骤、方法
2
选材依据
（1）负荷情况
表1 几种常见零件的受力情况、失效形式及要求的力学性能
零件
工作条件
常见失效形式
主要力学性能要求
应力种类
载荷性质
其他
普通紧固螺栓
拉应力
切应力
静载荷
过量变形、断裂
屈服强度
抗剪强度
传动轴
弯应力
扭应力
循环冲击
轴颈处摩擦，振动
疲劳破坏、过量变形、轴颈处磨损
综合力学性能
传动齿轮
压应力
弯应力
循环冲击
强烈摩擦，振动
磨损、麻点剥落、齿折断
表面：硬度及弯曲疲劳强度、接触疲劳抗力；心部：屈服强度、韧性
弹簧
扭应力
弯应力
循环冲击
振动
弹性丧失、疲劳断裂
弹性极限、屈服比、疲劳强度
油泵柱塞副
压应力
循环冲击
摩擦，油的腐蚀
磨损
硬度、抗压强度
冷作模具
复杂应力
循环冲击
强烈摩擦
磨损、脆断
硬度、足够的强度、韧性
压铸模
复杂应力
循环冲击
高温、摩擦、金属液腐蚀
热疲劳、脆断、磨损
高温强度、热疲劳抗力、韧性与红硬性
滚动轴承
压应力
循环冲击
强烈摩擦
疲劳断裂、磨损、麻点剥落
接触疲劳抗力、硬度、耐磨性
曲轴
弯应力
扭应力
循环冲击
轴颈摩擦
脆断、疲劳断裂、咬蚀、磨损
疲劳强度、硬度、冲击疲劳抗力、综合力学性能
连杆
拉应力
压应力
循环冲击
脆断
抗压疲劳强度、冲击疲劳抗力
（2）材料的使用温度
（3）受腐蚀情况
表2 金属材料耐蚀性的分类评级标准
（4）耐磨损情况
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材料成型工艺的选择依据
（1）产品材料的性能
① 材料的力学性能。
例如，材料为钢的齿轮零件，当其力学性能要求不高时，可采用铸造成型；而力学性能要求高时，则应选用压力加工成型。
② 材料的使用性能。
例如，若选用钢材模锻成型制造轿车、汽车发动机中的飞轮零件，由于轿车转速高，要求行驶平稳，在使用中不允许飞轮锻件有纤维外露，以免产生腐蚀，影响其使用性能，故不宜采用开式模锻成型，而应采用闭式模锻成型。这是因为，开式模锻成型工艺只能锻造出带有飞边的飞轮锻件，在随后进行的切除飞边修整工序中，锻件的纤维组织会被切断而外露；而闭式模锻的锻件没有飞边，可克服此缺点。
③ 材料的工艺性能。
材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。例如，易氧化和吸气的非铁金属材料的焊接性差，其连接就宜采用氩弧焊接工艺，而不宜采用普通的手弧焊接工艺；聚四氟乙烯材料，尽管它也属于热塑性塑料，但因其流动性差，故不宜采用注塑成型工艺，而只宜采用压制烧结的成型工艺。
④ 材料的特殊性能。
材料的特殊性能包括材料的耐磨损、耐腐蚀、耐热、导电或绝缘等。例如，耐酸泵的叶轮、壳体等，若选用不锈钢制造，则只能用铸造成型；选用塑料制造，则可用注塑成型；如要求既耐热又耐腐蚀，那么就应选用陶瓷制造，并相应地选用注浆成型工艺。
（2）零件的生产批量
对于成批大量生产的产品，可选用精度和生产率都比较高的成型工艺。虽然这些成型工艺装备的制造费用较高，但这部分投资可由每个产品材料消耗的降低来补偿。如大量生产锻件，应选用模锻、冷轧、冷拔和冷挤压等成型工艺；大量生产非铁合金铸件，应选用金属型铸造、压力铸造、及低压铸造等成型工艺；大量生产MC尼龙制件，宜选用注塑成型工艺。
而单件小批生产这些产品时，可选用精度和生产率均较低的成型工艺，如手工造型、自由锻造、手工焊，及它们与切削加工相联合的成型工艺。
（3）零件的形状复杂程度及精度要求
形状复杂的金属制件，特别是内腔形状复杂的零件，可选用铸造成型工艺，如箱体、泵体、缸体、阀体、壳体、床身等；形状复杂的工程塑料制件，多选用注塑成型工艺；形状复杂的陶瓷制件，多选用注浆成形或注射成型工艺；而形状简单的金属制件，可选用压力加工或焊接成型工艺；形状简单的工程塑料制件，可选用吹塑、挤出成型或模压成型工艺；形状简单的陶瓷制件，多选用模压成型工艺。
若产品为铸件，尺寸要求不高的可选用普通砂型铸造；而尺寸精度要求高的，则依铸造材料和批量不同，可分别选用熔模铸造、气化模铸造、压力铸造及低压铸造等成型工艺。若产品为锻件，尺寸精度要求低的，多采用自由锻造成型；而精度要求高的，则选用模锻成型、挤压成型等。若产品为塑料制件，精度要求低的，多选用中空吹塑；而精度要求高的，则选用注塑成型。
（4）现有生产条件
现有生产条件是指生产产品现有的设备能力、人员技术水平及外协可能性等。例如，生产重型机械产品时，在现场没有大容量的炼钢炉和大吨位的起重运输设备条件下，常常选用铸造和焊接联合成型的工艺，即首先将大件分成几小块来铸造后，再用焊接拼成大件。
又如，车床上的油盘零件，通常是用薄钢板在压力机下冲压成型，但如果现场条件不具备，则应采用其他工艺方法。例如，现场没有薄板，也没有大型压力机，就不得不采用铸造成型工艺生产；当现场有薄板，但没有大型压力机时，就需要选用经济可行的旋压成型工艺来代替冲压成型。
（5）充分考虑利用新工艺、新技术、新材料的可能性
随着工业市场需求日益增大，用户对产品品种和品质更新的要求越来越强烈，使生产性质由成批大量生产变成多品种、小批量生产，因而扩大了新工艺、新技术、新材料的应用范围。
因此，为了缩短生产周期，更新产品类型及质量，在可能的条件下就大量采用精密铸造、精密锻造、精密冲裁、冷挤压、液态模锻、超塑成型、注塑成型、粉末冶金、陶瓷等静压成型、复合材料成型、快速成型等新工艺、新技术、新材料，采用无余量成型，使零件近净型化，从而显著提高产品品质和经济效益。
除此之外，为了合理选用成型工艺，还必须对各类成型工艺的特点、适用范围以及成型工艺对材料性能的影响有比较清楚的了解。金属材料的各种毛坯成型工艺的特点见表3。
表3 各种毛坯成型工艺的特点
