鍛造

鍛造は金属部品の機械的特性を向上させることができ、応力の高い重要な用途に対する信頼性のため、重要な部品には金属成形ソリューションが使用されます。鍛造プロセスでは、通常 1 回または数回のハンマー ストロークで最終製品の形状を迅速に生成できます。常温で金属を圧縮する冷間鍛造と、非常に高い温度を必要とする熱間鍛造の2種類があり、熱間鍛造は冷間鍛造よりも複雑な形状を作り出すことができます。

 

説明

 

鍛造は、構造、導電性、寿命などの金属の特性を向上させることができ、多くの場合、鍛造が行われる温度に応じて分類されます。製造プロセスでは、ハンマー、プレス、金型などの機器を使用して、金属をハンマーで叩いたり、プレスしたり、圧延して形を整えます。鍛造は材料のメタルフローと結晶粒構造を変化させることができるため、鍛造金属部品は応力の高い重要な用途において優れた強度と靱性を備えています。

 

鍛造の種類

 

金属鍛造は、圧縮力によって金属加工品を成形する重要な製造プロセスであり、金属の結晶粒構造を微細化することで、強力で耐久性があり、信頼性の高い部品を製造できます。鍛造方法は主に、金属を加工する温度と使用する金型の設計に基づいて分類されます。

 

 

• √熱間鍛造

これは、金属をその再結晶温度（鋼の場合は 1,200 度を超えることもある）以上に加熱する伝統的な方法です。この高温により金属の可鍛性と延性が高まり、より少ない力で複雑な形状に成形できるようになります。高温によりひずみ硬化が防止され、新しく精製された粒子の形成が促進され、材料の強度と延性が向上します。次のような利点があります。

1. 1. 延性が強化され、温度が上昇すると材料がより柔軟になり、複雑な部品の形成が簡素化されます。
2. 2. 加工硬化の除去。冷間鍛造では金属が硬化して脆くなることがよくありますが、熱間鍛造ではこの問題が完全に回避され、高い塑性変形が必要な部品に最適です。
3. 3. 微細構造の微細化、粒子構造が微細化され、機械的特性が向上します。
4. 4. 複雑な形状。金属の成形性が高いため、このプロセスは大型で複雑なコンポーネントの作成に最適です。

上記の特徴により、熱間鍛造は自動車、航空宇宙、石油・ガス、重機産業でクランクシャフト、コネクティングロッド、ギア、タービンブレード、ファスナー、構造部品などの重要な部品を製造するために広く使用されています。

 

• √温間鍛造

温間鍛造は室温と金属の再結晶温度の間の温度で行われます。鋼の場合、この範囲は通常 400 度から 950 度の間です)。この方法は、熱間鍛造と冷間鍛造の中間として機能します。金属ビレットを誘導ヒーターで加熱し、密閉型で鍛造するため、冷間鍛造よりも力が少なく、熱間鍛造よりも精度が高くなります。次のような利点があります。

1. 1. バランスの取れた特性により、冷間鍛造の寸法精度と熱間鍛造の成形の容易性をバランスさせることができます。極度の熱により材料特性が劣化する可能性がある熱間鍛造とは異なり、温間鍛造では成形性と機械的完全性のバランスが取れます。
2. 2. 金型負荷の軽減金型やプレスの負荷が冷間鍛造に比べて低いため、金型のメンテナンスコストも削減されます。これにより、表面品質が向上し、鍛造金型の寿命が延び、工具コストが削減されます。
3. 3. 表面仕上げの向上。スケーリングや酸化が減少するため、熱間鍛造と比較してより滑らかな表面仕上げが得られます。
4. 4. エネルギー効率。材料をより低い温度まで加熱するのに必要なエネルギーは大幅に少なくなり、運用コストが削減され、二酸化炭素排出量も小さくなります。

温間鍛造は、自動車のトランスミッションギア、アクスルシャフト、ベアリング、フランジ、構造部品などの産業機械部品などの精密部品の製造によく使用されます。

 

• √冷間鍛造

鍛造タイプは金型設計によっても分類でき、金型設計は鍛造プロセスにおいて重要な役割を果たし、最終製品の形状と複雑さを決定します。

 

• √自由鍛造とも呼ばれる自由鍛造は、自由鍛造としても知られ、金属を完全に囲わない 2 つの平らな金型または単純な形状の金型の間でワークピースを成形します。{0}}オペレータは、ハンマリングやプレスを繰り返しながら、ワークを操作して目的の形状を実現します。自由鍛造は、公差が厳しい複雑な部品の製造には適しておらず、多くの場合、最終寸法を達成するためにその後の機械加工が必要になります。

このプロセスでは、鍛造品、ハンマー部品、鋳物などのさまざまな種類の金属部品や、クランクシャフト、コネクティング ロッド、ベアリングなどの高強度、高耐久性の機械部品を製造できます。{0}{0}{1}{1}

 

• √クローズド-型鍛造

これは印象型鍛造とも呼ばれます。このプロセスでは、最終部品のプレカット印象を含む 2 つの金型が使用されます。-ワークピースをこれらのダイの間に配置し、圧力を加えて金属をダイのキャビティに押し込みます。これには次の利点があります。

1. 1. 高精度と一貫性: この方法では、公差が厳しく、複雑な形状の部品が高い再現性で製造されます。
2. 2. 優れた機械的特性により、部品の輪郭に沿った洗練された結晶粒構造が形成され、優れた強度、延性、耐疲労性が得られます。
3. 3. 費用対効果が高い-欠点は、初期ツールのコストが高いことですが、大規模な運用では費用対効果の高いプロセスです。-

密閉型鍛造は、ステアリング ナックル、コネクティング ロッド、アクスル シャフトなどの自動車業界だけでなく、航空宇宙の重要な構造部品にも広く使用されています。{0}}

 

 

• √ロール鍛造

ロール鍛造では、溝付きの圧痕を備えた 2 つの対向する円筒形または半円筒形のロールを使用して、加熱された棒またはビレットを成形します。{0}ワークピースが回転ロールの間を通過すると、ワークピースの厚さは減少し、長さは増加します。次のような利点があります。

1. 1. このソリューションは長い部品に適しており、さまざまな断面を持つ細長い部品を生産するのに非常に効率的です。-
2. 2. 優れた結晶粒構造により良好な結晶粒構造を形成し、優れた機械的特性を実現します。

このプロセスは、車軸、板バネ、テーパー シャフトなどの自動車産業用部品や、ナイフなどの手動工具の製造によく使用されます。

 

• √アプセット鍛造

ヘディングとも呼ばれるアプセット鍛造は、ワークピースの長さを圧縮することで直径を増大させます。このプロセスは複数の段階で実行され、複雑な形状を作成できます。次のような特徴があります。

1. 1. 高い生産速度。大量生産に適した高速かつ効率的なプロセスです。-
2. 2. 強度が強化され、このプロセスにより連続的な結晶粒の流れが生成され、部品の強度と耐疲労性が向上します。

アプセット鍛造は、自動車、航空宇宙、建設業界向けのボルトやネジ、エンジン バルブ、カップリング、ピストン ロッドなどの締結具の製造に一般的に使用されます。

 

鍛造の欠陥と予防測定

 

鍛造の生産プロセスや生産設備は合理化されていますが、量産時には依然としていくつかの一般的な欠陥が見られます。したがって、顧客に対して厳しい公差で性能部品の品質と性能を保証するには、それらを特定して対処することが重要です。

 

• √亀裂は鍛造部品の表面によく見られますが、これは低温や過度の応力に関連している可能性があります。
• √ラップは、折り曲げ中に形成され、部品の微妙な継ぎ目です。多くの場合、材料の流れが不十分であったり、金型の設計が不十分なことが原因で発生します。
• √低温で閉まると、この欠陥によって縫い目が弱くなる可能性があり、これは多くの場合、熱不足に関連しています。これはラップ欠陥の一種であり、不適切な材料の流れによって引き起こされる弱い結合または接続を意味します。
• √ボイドは、不適切な設計や不適切な加熱技術によって発生することが多く、鍛造中に金属内にガスや空気が閉じ込められることが多く、ワークピースの強度と耐久性に影響を与えます。
• √過剰なバリは、鍛造中に材料が金型キャビティから流出します。
• √鍛造工程での過度の摩擦によるバニシングなどの表面品質の低下、部品の表面に残った傷や凹み。
• √不適切な結晶粒構造。これは、不適切な設計、不十分な熱、悪い材料品質によって引き起こされる可能性があり、金属の構造的完全性を弱める不適切な結晶粒パターンにつながります。

 

製造プロセス中にこれらの欠陥をチェックするために、以下の一般的な NDT (非破壊検査) 技術がいくつか適用されています。-

 

 

 

 

 

すべての鍛造品に上記の NDT が必要なわけではなく、Fabmann は品質管理の目的でこれらのテスト ソリューションを提供できます。当社の品質エンジニアは、お客様が量産される前に製品の設計上の欠陥や欠陥を特定できるよう支援します。当社のチームは、石油・ガスなどのさまざまな業界にわたって鍛造部品に関して最高品質のサービスを提供することに尽力しています。シェラルダイズ処理された PED ファスナー、石油化学、インフラおよび建設。