熱間鍛造とは
熱間鍛造とは、高温で金属素材を加熱して成形する加工法です。
1,100〜1,250°Cで金属が赤くなるまで加熱し、柔らかい状態で高い自由度の成形が可能です。複雑な形の部品の成形に役立ちます。鍛造と熱処理を同時にでき、金属の再結晶や素材の硬化や強化が可能です。鍛造は金属を潰したり曲げて形状に合わせて加工し、鍛流線 (英: metal flow line) が作られます。鍛流線は木目のように曲げ応力に対して力が生じます。
熱間鍛造で使う機械はフォーマーやプレスです。上型と下型で上下から圧力を加え、大きな部品を作る場合にプレスが使われます。多段式の鍛造機でパンチを使用し、フォーマーに素材を打ち込んで成型可能です。プレスとは異なり横向きに力が加わり、ナットなど小型部品に適しています。フォーマーの中で工程が少ないタイプをヘッダーと呼びます。エネルギー効率を改善し、廃棄物の最小化や材料のリサイクルにより、環境負荷を減らす方策が重要です。
熱間鍛造の使用用途
熱間鍛造の使用目的は次の通りです。
1. 自動車産業
ギア、アクスルビーム、コネクティングロッド、クランクシャフトなどの製造に使われます。重要部品は自動車運転時のストレスに耐えられる高い強度や耐久性が要求されます。
2. 航空宇宙産業
着陸装置部品、タービンブレード、構造要素などに利用されます。過酷な条件や応力に耐えられる高強度部品を製造可能です。
3. 建設・重機
重機、橋、建物、ナット、ボルトなどを製造できます。大型で耐久性のある構造部品が得られます。
4. 石油・ガス産業
強度や耐腐食性が高い継手やフランジ、バルブなどの部品の製造に用いられます。
5. オートメーションとロボティクス
熱間鍛造工程ではオートメーションとロボティクスの統合により、高効率で人件費を削減できます。部品品質の一貫性が向上します。
6. 先端材料
航空宇宙などの産業では熱間鍛造が広く使われ始めています。新しい材料や合金の開発により特性が向上します。