熱間鍛造とは?
熱間鍛造は金属を融点に達しない温度で加熱して可鍛性を持たせることです。加熱された材料は精密なダイに置かれ、高圧で成形されます。このプロセスにより、金属は希望する形に適合し、優れた機械的特性を維持します。一般的な材料には、鋼、アルミニウム、チタン、およびさまざまな合金が含まれます。
鍛造する材料
鋼: 優れた強度、延性、そしてコスト効率に優れています。自動車、建設、製造業で広く使用されます。
ステンレス鋼: 耐食性、強度、美的魅力で知られています。食品加工、医療機器、家庭用電化製品に使用されます。
合金鋼: クロム、ニッケル、モリブデンなどの他の元素と組み合わせて、靭性、強度、耐摩耗性を向上させます。
炭素鋼: 炭素含有量によって分類されます。延性、溶接性に優れた低炭素鋼から、非常に硬く、耐摩耗性の高い高炭素鋼まで。
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鍛造の種類
- 機械プレス:
- クランクとトグルを使用してプリセットストロークを作成します。
- 油圧プレスと比べて速度が速いです。
- 油圧プレス:
- ピストンと流体圧力を使用して力を発生させます。
- より大きな柔軟性と容量を提供します。
- スクリュープレス:
- 特定の鍛造用途に対してユニークな利点を提供します。
熱間鍛造の利点
熱間鍛造：
- ひずみ硬化を無効にする： 金属が変形し、ひずみ硬化の効果は再結晶化によって打ち消されます。
- 延性の向上： 熱間鍛造部品の延性が向上し、さまざまな構成に適しています。
- 無孔隙表面： 研磨や表面処理などの仕上げプロセスが可能です。
- 硬質金属に効率的： 鋼のような金属に理想的で、熱処理なしで効果的な加工を保証します。
ステンレス鋼の鍛造：
- 耐腐食性： ステンレス鋼中のクロムが保護酸化層を形成し、応力亀裂、変形、およびピッティングを減少させます。
- 強度の向上： 鍛造により連続的な結晶粒の流れが形成され、機械的特性、強度、疲労耐性、および衝撃耐性が向上します。
- 耐熱性： 高摩擦および高熱のアプリケーションで極端な温度に耐え、構造的完全性を失うことはありません。17-4PHのような特殊級は、このような条件で優れた性能を発揮します。
炭素鋼の鍛造：
- 構造の完全性： 固体の結晶粒構造が大きな応力、衝撃、および負荷に耐えます。
- 多用途性： エルボー、プラグ、ユニオン、ティー、ブッシング、およびカップリングなどのさまざまな形状に成形できます。
- 耐久性： 鋼板や鋳物と比べて信頼性と強度が向上します。
- 経済性： 多くの構造用途にとってコスト効率の高い選択肢です。
- 耐性： 低温および高温の条件での靭性と強度を提供し、一般的な耐摩耗性も良好です。
- 軽量： 軟鋼は軽量で、複雑な形状に適した可鍛性があります。
一般的な鍛造方法
ドロップフォージングは、大きなハンマーを加熱した金属に落として、ダイの形に成形するプロセスです。いくつかのダイは独自の形状を持つ金型ですが、他のダイは平面です。ドロップフォージングで最も一般的に使用される2つの方法は、オープンダイ鍛造とクローズドダイ鍛造です。
プレス鍛造では、ハンマーの代わりにプレスを使用して力を加えます。ハンマーと比較してプレスの速度は遅いため、材料の内部まで深く到達することができます。金属ワークピースは均一に影響を受けます。
ドロップフォージングと比較して、プレス鍛造は多くの有用な利点を提供します。より高い精度と容量を提供し、大型部品に適しています。いくつかのプレスは自動化されており、労力と総コストを削減します。また、大量生産にとってより経済的な解決策でもあります。
ロール鍛造は、主に鋼棒や長尺部品を製造するための別の鍛造プロセスです。鍛造プロセスには、バー在庫を変形させる2つの円筒ロールが含まれます。加熱された材料は円筒ロールを通過して、所望の形状とサイズに達します。これは、いくつかのドロップフォージング方法と比較して材料廃棄物を減少させ、好ましい結晶粒構造を可能にします。