機械の過酷な要求に耐え、鋼に骨のような強度を与えるものは何でしょうか？その答えは、古くから存在する、常に進化し続ける金属鍛造の技術にあります。農業機械から航空宇宙部品まで、鍛造技術はその独自の利点を通じて、私たちの現代世界を形作っています。
金属鍛造は、金属を成形するために圧縮力を使用する製造プロセスです。ハンマー打ち、プレス、または圧延によって、金属は可塑変形を受け、所望の形状と特性が得られます。この技術は、金属製造、特に鋼鉄産業において、効率と製品品質の両方を向上させる上で重要な役割を果たしています。
鍛造プロセスは、温度によって分類されます。冷間鍛造（再結晶温度以下）、温間鍛造、熱間鍛造（再結晶温度以上）です。各温度範囲は、さまざまな性能要件を満たすために、異なる特性を付与します。
金属鍛造の起源は数千年前まで遡り、原始的な道具で加熱された金属を成形することから始まりました。金は、融点が低いため、最初に鍛造された金属の一つでした。冶金学が進歩するにつれて、文明は銅、青銅、鉄、そして最終的には鋼の鍛造技術を習得しました。後者は、鉄器時代の人類の発展に大きな影響を与えました。
鍛造方法の選択には、経済的および技術的要因を慎重に検討する必要があります。さまざまな技術が独自の利点を提供しますが、鍛造は、特に高強度、カスタム寸法、または重要な性能指標を必要とするコンポーネントに対して、他の金属加工方法と比較して優れたコストパフォーマンス比を提供します。
このプロセスでは、加熱された金属を平らな金床の間で、繰り返しハンマー打ちまたはプレスして成形します。500°Fから2400°F（金属による）の間で操作し、シャフト、リング、シリンダーなどの大型で単純な形状に最適です。
金属を金型キャビティに押し込み、高い寸法精度で複雑な形状を作成します。大量生産に適しており、数オンスから数千ポンドまでの部品を、優れた表面仕上げで作成します。
特殊な装置が、回転するローラーの間で中空の金属リングを圧縮し、正確な直径と肉厚を実現します。最終製品の溶接を排除します。自動車および工具製造で広く使用されています。
鍛造は、以下の方法で金属強度を向上させます。
このハイブリッドプロセスは、半固体（チクソトロピック）金属を金型に注入し、鋳造と鍛造の利点を組み合わせます。最小限の後処理を必要とする軽量精密電子部品に特に有効です。
ニアネットシェイプ部品を高い公差で製造する、改良された型鍛造アプローチであり、機械加工の必要性を減らします。医療機器や複雑な工業部品に最適です。
専用の金型を使用せずに、CNC制御で金属シートを複雑な3D形状に段階的に成形します。カスタム製造に優れた設計の柔軟性を提供します。
一般的な鍛造欠陥には、空隙、亀裂、ラップ、コールドシャット、過剰なフラッシュ、不規則な結晶構造などがあります。非破壊検査方法により品質を保証します。
鍛造部品は、さまざまな産業で重要な役割を果たしています。
一般的な鍛造可能な金属には、炭素鋼/合金鋼、アルミニウム、チタン、真鍮、銅、ニッケル/コバルト超合金などがあります。最適な選択は、用途の要件によって異なります。
少量生産では初期の金型コストが大きくなる可能性がありますが、大量生産は自動化によって費用対効果が高くなります。世界の鍛造市場は、2025年までに1,313億ドルに達すると予測されています。
最新の鍛造は、最適化された金型設計、材料のリサイクル、熱回収システムなどのエネルギー効率の高い技術を通じて、廃棄物の削減を重視しています。
業界のイノベーションには以下が含まれます。
