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鍛造とは、鍛造機械を使用して金属ビレットに圧力を加え、塑性変形を引き起こして、特定の機械的特性、特定の形状、サイズを備えた鍛造品を得る金属加工方法です。この記事では、ZONZE が鍛造プロセスの設計と製造の詳細について説明します。
材料の選択: 炭素鋼、合金鋼、アルミニウム合金など、鍛造に適した金属を選択してください。
切断： 鍛造の設計要件に基づいて、原材料を適切なサイズのビレットに切断します。
暖房： ビレットを適切な温度に加熱して可塑性を高めます。材料ごとに厳しい加熱温度要件があります。
鍛造： 加熱したビレットを鍛造金型に入れ、鍛造機で圧力を加えて塑性変形させます。鍛造には自由鍛造、型鍛造、リング転造、特殊鍛造に分けられます。
冷却： 鍛造部品は、内部応力を軽減し、機械的特性を向上させるために、成形後に適切に冷却する必要があります。
クリーニング： 鍛造品の表面から酸化スケールやバリ、鍛造プロセス中に発生する可能性のあるその他の欠陥を除去します。
熱処理： 必要に応じて、鍛造品に焼きなまし、焼きならし、焼き入れ、焼き戻しなどのプロセスを実行して、機械的特性をさらに向上させます。
検査： 鍛造品の寸法、形状、性能をチェックして、設計要件を満たしていることを確認します。
さらなる処理: 必要に応じて、CNC フライス加工、CNC 旋削、CNC 研削などの機械加工を鍛造品に実行して、最終的な寸法と表面粗さの要件を達成します。
内部金属構造を改善: 鍛造は、金属製錬中に発生する鋳造気孔などの欠陥を排除し、微細構造を最適化します。
機械的特性を強化します。 完全な金属の流れのラインが保存されるため、鍛造品の機械的特性は通常、同じ材料の鋳造品の機械的特性を上回ります。
幅広い適応性: 鍛造品の品質は 1 kg 未満から数百トンまであり、単一および少量のバッチ生産だけでなく、大量生産にも適しています。
材料と処理時間を節約します: 精密金型鍛造により、鍛造寸法や形状を最終部品に近づけることができるため、金属材料の節約と加工時間の短縮が図れます。
高い労働生産性: 鍛造工程における労働生産性は比較的高いです。
低コストと経済的実現可能性: 鍛造設備や工具は汎用性が高く、生産準備サイクルが短いため、製品の切り替えが容易です。
金属繊維流線の合理的な分布: 鍛造品の断面では、金属のファイバーフローラインが合理的に分布し、金属の機械的特性が向上します。
炭素鋼および合金鋼: これらは、優れた可塑性と機械的特性により、最も一般的に使用される鍛造材料です。
アルミニウム合金: 軽量で耐食性に優れているため、航空宇宙産業や自動車産業で広く使用されています。
マグネシウム合金: 低密度と高強度で好まれており、構造重量の軽減が重要な用途で一般的に使用されます。
銅合金: 真鍮や青銅など、優れた導電性と耐摩耗性により、電気システムや配管システムに広く使用されています。
チタン合金: 高強度、低密度、優れた耐食性により、航空宇宙および生物医学の分野で重要です。
さらに、鉄ベース、ニッケルベース、コバルトベースなどの特殊な高温合金は、航空機エンジンなど、極度の耐熱性が必要な用途によく使用されます。これらの材料は、未加工の状態では、棒、インゴット、金属粉末、または液体金属の形をとることができます。適切な鍛造材料の選択は、製品の品質とコスト削減に大きく影響します。
強化された機械的性能: 鍛造は、金属製錬中に発生する鋳造気孔などの欠陥を排除し、微細構造を最適化することで機械的特性を向上させます。
方向性の強さ: 鍛造時の金属粒子サイズと流動特性は予測可能かつ均一であり、より高い方向性の靭性を実現します。
構造的完全性: 鍛造により内部の空隙やガスポケットが排除され、優れた化学的均一性が得られ、部品の検査要件が軽減され、熱処理と機械加工が簡素化されます。
衝撃強度: 鍛造部品は高い応力、荷重、または衝撃の要件を満たすことができ、高強度特性を備えているため、断面の厚さと全体の重量を削減できます。
テクスチャ フロー ライン: 延性、靭性が向上し、耐疲労性が向上します。
柔軟性: 鍛造部品の重量と形状は汎用性があり、さまざまなサイズと形状の要件に適応します。
サイズ制限: 鍛造には一定のサイズ制限があるため、非常に大きな部品には適さない場合があります。
形成の難しさ: 鋳造と比較して、鍛造は金属を固体に保つため、金属の成形がより困難になります。
偶発的な怪我の危険性: 鍛造の製造過程では偶発的な怪我をする危険性があります。
これらの利点により、自動車、航空宇宙、重機産業など、高い強度と信頼性が必要な用途において鍛造は非常に重要になります。しかし、この欠点により、特にサイズや成形の複雑さの点で、鍛造の適用が制限される場合もあります。
自動車産業: クランクシャフト、コンロッド、ギア、ベアリングなどの主要コンポーネントの製造
一般機械： ギアボックスや工作機械部品など、さまざまな機械の重要部品を生産しています。
航空宇宙: エンジン部品や着陸装置など、航空機や宇宙船の主要な構造部品の製造
冶金および鉱山機械: 鉱山および金属加工装置用の大型コンポーネントを製造しています。
農業機械: トラクター、ハーベスター、その他の農業機械の主要コンポーネントを製造しています。
石油と化学薬品: 石油抽出および化学生産のための装置コンポーネントの製造。
防衛産業: 大砲や戦車の部品など、軍事装備や兵器システムの主要コンポーネントの製造。
鍛造は金属の内部組織を改善し、機械的特性を強化するため、高い強度と信頼性が必要な用途において重要です。鍛造製品は通常、正確な寸法と表面品質を達成するために機械加工などのさらなる加工を必要とします。
鍛造プロセスの選択は、必要な鍛造品の複雑さ、サイズ、数量、コストなどの要因によって異なります。精密鍛造技術のトレンドは、製品の品質と性能を向上させながら、材料利用を改善し、加工工程とコストを削減することです。鍛造についてさらに詳しく知りたい場合は、ZONZE がお手伝いします。
