金属製の鍛造数世紀にわたって強力で耐久性のある高品質のコンポーネントを生産するために使用される、最も古く、最も信頼できるメタルワーキング方法の1つです。このプロセスは、航空宇宙、自動車、建設、防衛などの産業に部品を提供する現代の製造において依然として重要です。
金属製の鍛造プロセスには、圧縮力を加え、押したり、ローリングすることにより、圧縮力を塗布することにより、金属を形作ることが含まれます。この方法により、金属の構造的完全性が向上し、鋳造部品や機械加工された部品と比較して、ストレスや摩耗に対してより耐性があります。
この記事では、その歴史、さまざまな技術、必須機器、鍛造に最適な金属など、金属製の鍛造の基本を探ります。また、他の製造方法よりも鍛造が金属を強化する理由についても説明します。
金属鍛造は、局所的な圧縮力を使用して金属が加熱され、形成される製造プロセスです。このプロセスは、さまざまな温度で実行でき、3つの主要なカテゴリにつながります。
熱い鍛造：金属は再結晶温度より上に加熱され、順応性が高まります。
温かい鍛造：温度が高温鍛造よりも低いが、室温よりも高い温度で実施され、形成性と強度のバランスを提供します。
コールドフォーミング：室温で実行され、最小限の材料廃棄物を備えたより強力でより正確な部品を生成します。
金属鍛造プロセスは、強度、靭性、疲労に対する耐性を含む優れた機械的特性を持つ成分をもたらします。これにより、偽造された金属部品が高性能アプリケーションに最適になります。
金属製の鍛造の歴史は、メソポタミア、エジプト、中国などの古代文明に見られる鍛造ツールと武器の証拠とともに、数千年前にさかのぼります。初期の鍛冶屋は、初歩的なハンマーとアンビルを使用して、金属を機能的なオブジェクトに形作りました。
産業革命は、金属製の鍛造プロセスに大きな進歩をもたらし、効率と精度を改善する蒸気駆動のハンマーと機械的プレスを導入しました。今日、モダンな鍛造技術には、コンピューター制御機械が組み込まれており、一貫性と高品質の生産を確保しています。
金属製の鍛造にはいくつかのタイプがあり、それぞれが特定のアプリケーションと材料特性に適しています。最も一般的な手法には以下が含まれます。
オープンダイ鍛造
自由forgingとも呼ばれるオープンダイの鍛造には、完全に囲まれずに2つのフラットダイの間に金属を整形することが含まれます。この方法は、一般に、シャフト、シリンダー、リングなどの大きなコンポーネントに使用されます。
オープンダイ鍛造の利点：
強く耐久性のある部分を生成します
大型およびカスタム型のコンポーネントに適しています
連続した粒子流量を可能にし、機械的特性を改善します
短所：
熟練したオペレーターが必要です
閉じたダイの鍛造と比較して精度が少ない
閉じたダイ
閉じたダイ、またはインプレッションダイの鍛造には、事前にカットされた形状を含む2つのダイの間に金属を配置することが含まれます。圧力がかかると、金属が空洞を満たし、最終的な形状を形成します。
閉じたダイの鍛造の利点：
正確で複雑な形状を生成します
廃棄物の減少、高材料の利用
制御された穀物構造による優れた機械的特性
短所：
より高いツールコスト
特定の形状とサイズに限定されています
ロール鍛造
ロール鍛造では、回転ロールを使用して金属を希望の形に形作ります。このプロセスは、一般的に車軸、ロッド、テーパーパーツの製造に使用されます。
ロール鍛造の利点：
大量生産に効率的です
穀物の構造と強度を改善します
最小限の材料廃棄物
短所：
細長い形に限定されています
特殊な機器が必要です
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