金属塑性成形在零件制造和冶金行业中均有广泛的应用。制造金属制件的工艺主要包括锻造和冲压两类，常合称为锻压。冶金工艺中的轧制、拉拔也属于塑性成形，主要用以生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。它是材料和制造业的一种主要生产方法，广泛应用于国民经济的各行各业。

人类在新石器时代末期已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具。商代中期用陨铁制造武器，采用了加热锻造工艺。春秋后期出现了块炼熟铁，经过反复加热锻造以挤出氧化物夹杂并成形。

最初，人们靠抡锤进行锻造，后来出现通过人拉绳索和滑车来提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水力落锤锻造。1842年，英国的J.内史密斯^[注]制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机，到19世纪末已形成近代锻压机械的基本门类。20世纪初期，随着汽车开始大量生产，热模锻迅速发展，成为锻造的主要工艺。20世纪中期，热模锻压力机、平锻机和无砧锻锤逐渐取代了普通锻锤。随着锻坯少无氧化加热技术、高精度和高寿命模具、润滑技术和锻造操作机、机械手以及自动锻造生产线的发展，锻造生产的效率和经济效果不断提高，如汽车工业中广泛应用的冷锻已经能够生产不需切削加工的精密制件。

早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击等，使金属板材（主要是铜或铜合金板等）成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。随着中、厚板材（铜和钢的）产量的增长和冲压液压机和机械压力机的发展，冲压加工在19世纪中期开始机械化，成为应用最广泛的成形工艺之一。

随着工业技术的进步，新的塑性成形工艺不断涌现，典型工艺如成形轧制、径向锻造、等温成形、板材冲锻、增量成形、内高压成形和微成形等，使得塑性成形的应用范围不断扩大。

按照坯料和变形的特点，一般将塑性成形分为体积成形和板料成形两大类。

体积成形依靠变形与体积的转移和分配来实现，所用的原材料坯料一般为棒料或者块料，受力属于三向应力状态。其中，用于生产制造原材料（如板、管、棒、型材）的工艺称为一次加工，主要包括轧制、挤压、拉拔等；用于生产制造零件或者坯料的工艺称为二次加工，包括自由锻、模锻、成形轧制等（见图）。

板料成形又称为冲压，它以厚度较小的板料为原材料，变形过程多可按平面应力状态分析。板料成形又可分为分离工序和成形工序两大类：分离工序通过冲压使板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等；成形工序使坯料板料在不破坏的条件下产生所需要的塑性变形和位移，获得形状、尺寸和精度满足要求的零件，如弯曲、拉深、胀形、翻边等。

根据成形时工件的温度可将塑性成形分为热成形、冷成形和温成形三类。在再结晶温度以上完成加工称为热成形，冷成形一般在室温下完成，而将金属加热到低于再结晶温度下进行的塑性变形称为温成形。

常用金属塑性成形方法示意图

塑性成形的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理，成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用塑性成形装备可分为自由锻设备、模锻设备、特种锻造设备、冲压设备等，按传动方式有：①液压传动，如水压机和油压机；②蒸汽或压缩空气传动，如各种锤类；③机械传动，如各种压力机和特种锻造设备。

包括理论分析、实验研究和计算机模拟仿真三大类。其理论基础是经典弹塑性力学。理论分析方法主要包括主应力法、滑移线场法和界限法等，一般仅适合简单的平面问题和轴对称问题。实验研究方法主要为各种类型的性能测试试验和物理模拟试验（视塑性法）。计算机模拟仿真主要是有限元方法。

绿色、节约型制造技术。塑性成形主要依靠材料在塑性状态下的体积转移实现，成形过程中不产生切屑，只有少量的工艺废料，理论上是等量制造技术。通过冷锻等精确塑性成形的方法，可进一步降低余量，达到少或者无切屑的要求。可降低原材料和能源消耗，降低生产成本，减少废料和污染，对环境友好。

可实现成形成性一体化。金属材料在塑性成形过程中，不仅形状和尺寸发生改变，同时其内部组织会发生变化。经过相应的塑性成形，其组织和性能都可改善和提高。如铸件内部组织疏松多孔、晶粒粗大且不均匀，经塑性成形可焊合内部缺陷，使结构致密，并细化组织，改善偏析，使之成为质量合格的材料。以此为原材料，通过塑性成形制造零件毛坯或者零件成品，可使其流线分布合理，进一步提高零件的力学性能。

生产效率高、质量稳定、产品精度高。塑性成形主要是通过模具或者专用装置对坯料施加外力成形出所需要的产品，工件的形状和尺寸均由模具确定，且工艺过程稳定可控，因此，产品尺寸精度较高，表面粗糙度低，形状、尺寸和性能的一致性好。塑性成形通常以模具为主要工装，成形过程操作简单，易于实现机械化和自动化流水作业。

塑性成形在机械、航空、航天、汽车、能源、舰船、兵器、仪器仪表等行业中均起着极为重要的作用。塑性成形制造的零部件在航空航天飞行器中占60%～70%，在汽车行业中占70%～80%，特别是塑性成形的高性能轻量化零部件是保证运载装备服役性能的核心基础。塑性成形研发涉及机械、材料、力学、数学、物理、计算机、热学、控制和信息等多学科与技术的交叉和有机融合，具有学科和产业带动性。