鍛造の工程フローと鍛造品の特徴

鍛造は、金属を圧縮力で成形する、最も古く、最も信頼されている金属加工プロセスの一つです。鍛造は機械的特性を向上させ、結晶構造を微細化し、欠陥を排除することで、航空宇宙、自動車、発電、建設、石油・ガスといった要求の厳しい用途に最適な鍛造部品を生み出します。

この記事では、鍛造の工程フローそして、鍛造品の主な特性さまざまな業界の重要な用途で鍛造部品が好まれる理由についての洞察を提供します。

サキスチール

鍛造とは何ですか？

鍛造とは、金属を叩いたり、プレスしたり、圧延したりして成形する製造工程です。材料や用途に応じて、高温、温間、冷間など様々な温度で加工できます。

鍛造の主な目的は、高強度、高靭性、高信頼性を備えた部品を製造することです。鋳造や機械加工とは異なり、鍛造では、部品の形状に合わせて鍛造方向を揃えることで材料の内部構造を改善し、結果として機械的特性が向上します。

鍛造の工程フロー

鍛造は、原材料の準備から最終仕上げまで、複数の工程を経ます。以下に、典型的な鍛造工程の流れを詳しく説明します。

1. 材料の選択

• 用途要件に応じて、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、非鉄金属などの原材料が選択されます。

• 材料の組成、清潔さ、一貫性が検査されます。

2. 原材料の切断

• 選択された棒またはビレットは、せん断、鋸引き、または火炎切断を使用して適切な長さに切断されます。

3. 加熱

• 切断されたブランクは炉内で鍛造に適した温度（通常、鋼の場合は 1100～1250°C）まで加熱されます。

• 内部応力や亀裂を防ぐためには均一な加熱が不可欠です。

4. 予備成形

• 加熱された材料は、オープンダイまたはプレスを使用して大まかに成形され、最終的な鍛造の準備が整えられます。

• このステップは材料を均一に分散するのに役立ちます。

5. 鍛造（変形）

• 金属は、次のいずれかの方法で希望の形状に鍛造されます。

  • 自由鍛造（自由鍛造）

  • 型鍛造（型押し鍛造）

  • リングローリング

  • アプセット鍛造

• 鍛造はハンマー、油圧プレス、またはスクリュープレスを使用して行われます。

6. トリミング（型鍛造の場合）

• 余分な材料（バリ）は、トリミングプレスまたは鋸を使用して切り取られます。

7. 冷却

• 鍛造部品は、熱応力を避けるために制御された方法で冷却されます。

8. 熱処理

• 焼鈍、焼ならし、焼入れ、焼き戻しなどの鍛造後の熱処理は、以下に適用されます。

  • 機械的特性の改善

  • 内部ストレスを軽減する

  • 木目構造を改良する

9. 表面洗浄

• 鍛造工程で生じたスケールと酸化物は、次のように除去されます。

  • ショットブラスト

  • 漬物

  • 研削

10.検査

• 寸法検査および非破壊検査（超音波、磁性粒子など）を実施します。

• コンプライアンスを確認するために、機械試験（引張、衝撃、硬度）が実行されます。

11.機械加工と仕上げ

• 一部の鍛造品は、最終仕様を満たすために CNC 加工、穴あけ、または研削が行われる場合があります。

12.マーキングと梱包

• 製品にはバッチ番号、仕様、加熱番号が記載されています。

• 完成した部品は、必要な書類とともに配送用に梱包されます。

鍛造品の特性

鍛造品は、鋳造品や機械加工品に比べて、強度、完全性、性能において明確な利点があります。主な特徴は以下のとおりです。

1. 優れた機械的特性

• 高い引張強度、耐疲労性、衝撃靭性を備えています。

• 動的荷重または周期的荷重を受ける部品に最適です。

2. 方向性穀物流

• 粒子構造が部品の形状と一致し、耐久性とストレス耐性が向上します。

3. 構造の完全性の向上

• 鍛造により、鋳造でよく見られる内部の空隙、多孔性、介在物が除去されます。

4. 優れた延性と靭性

• 割れることなく衝撃や変形を吸収できます。

• 高圧または高衝撃の環境で役立ちます。

5. 表面品質の向上

• 鍛造部品は、鋳造部品よりも表面が滑らかで均一になることが多いです。

6. 優れた寸法精度

• 特に、許容差が厳しく一貫している密閉型鍛造ではそうです。

7. 素材の多様性

• ステンレス鋼、合金鋼、工具鋼、アルミニウム、チタン、銅など、幅広い材料に適しています。

8. 材料廃棄物の削減

• 固体ブロックからの機械加工に比べて材料利用率が高くなります。

鍛造方法の種類

オープンダイ鍛造

• シャフト、ディスク、ブロックなどのシンプルで大きな形状。

• 柔軟性は高まりますが、寸法精度は低下します。

型鍛造

• 複雑なネットシェイプのコンポーネント。

• ツールコストが高くなると、精度が向上します。

冷間鍛造

• 室温で実施します。

• 優れた表面仕上げと寸法制御を実現します。

熱間鍛造

• 延性を高め、鍛造力を軽減します。

• 合金鋼などの強靭な材料に広く使用されます。

典型的な鍛造部品

• クランクシャフト

• コネクティングロッド

• ギアとギアブランク

• フランジと継手

• バルブとカップリング

• 航空宇宙用ブラケット

• 鉄道車軸

• 耐久性の高いシャフト

厳しい動作条件下で高い強度と信頼性が求められる場合には、鍛造品が不可欠です。

鍛造に依存する産業

• 自動車: エンジン部品、車軸、ステアリングナックル

• 航空宇宙: 着陸装置、タービンディスク、機体部品

• 石油・ガス: フランジ、バルブ、圧力容器部品

• 工事: ツール、構造コネクタ

• 鉱業および重機: ローラー、シャフト、ピン、リンク

• 発電: タービンブレード、発電機シャフト

安全性、性能、耐用年数が譲れないこれらの分野では、鍛造が極めて重要です。

品質基準と認証

At サキスチール鍛造製品は、次のような世界基準を満たすように製造およびテストされています。

• ASTM A182– 鍛造または圧延合金およびステンレス鋼のパイプフランジ、鍛造継手

• EN 10222– 圧力目的の鋼鍛造品

• ASME B16.5 / B16.47– フランジ

• ISO9001– 品質管理

• EN 10204 3.1 / 3.2– ミルテスト証明書

必要に応じて、完全なトレーサビリティ、品質文書、およびサードパーティの検査サポートを保証します。

結論

鍛造は、比類のない完全性を備えた高強度部品を生産できる、最も信頼性が高く効果的な金属成形プロセスの一つです。発電所のシャフト鍛造から航空機や化学反応炉の重要部品に至るまで、鍛造部品は優れた機械的性能、一貫性、そして耐久性を備えています。

理解することで鍛造工程の流れそして鍛造品の主な特性エンジニアや調達担当者は、特定の用途に適した材料を十分な情報に基づいて選択できます。

ステンレス鋼や合金鋼部品を含む高品質の鍛造品については、サキスチール精度、パフォーマンス、そして安心をお届けします。