鍛造完全ガイド：種類、技術、作業工程、メリット・デメリット

鍛造とは

通常、鉄に関連する作業は鍛冶と呼ばれます。鍛造とは、金属のジョブを加熱または冷却してから、普通のハンマーで叩くか、この目的のための特殊機械を使用して叩くことにより、所望の形状を与えることです。

小さな鍛造ジョブはハンマーで叩いて行えますが、重い鍛造ジョブは機械でのみ行えます。鍛造は3つの異なる方法で行えます。

鍛造方法の種類

以下は3つの鍛造方法の種類です：

1. 手鍛造（フリーフォージング）
2. 機械鍛造
3. 型鍛造（ドロップフォージング）

#1 手鍛造（フリーフォージング）

ハンマーで叩いてジョブに形状を与えることを手鍛造または鍛冶と呼びます。

#2 機械鍛造

鍛造機械の助けを借りてジョブに所望の形状を与えることを機械鍛造と呼びます。プレス機、圧延機、各種パワーハンマーがこのカテゴリーに含まれます。

#3 型鍛造（ドロップフォージング）

同一サイズ・同形状のジョブには型鍛造プロセスが使用されます。上型を機械装置で適切な高さまで持ち上げ、下型に置かれた熱い金属に落下させて打撃を与えます。こうして熱い金属が型の形状を取ります。レンチやその他の一般的なものは型鍛造で作られます。

金属が冷たい状態では形状を変えることはできません。したがって、火で金属を加熱する必要があります。金属を加熱すると軟らかくなり、可塑性を帯びます。その結果、どんな形状にも曲げたり成形したりできます。

鍛造の分類

以下は鍛造の2つの主要な種類です：

1. 熱間鍛造
2. 冷間鍛造

その他の鍛造種類：

1. オープンダイ鍛造
2. クローズドダイ鍛造
3. プレス鍛造
4. アプセット鍛造
5. ロール鍛造

鍛造作業（操作）の種類

以下は鍛造作業の異なる種類です：

1. 切断作業
2. アプセット作業
3. 引き延ばし作業
4. ジャンピング作業
5. 曲げ作業
6. フラッタリング作業（フラッタリング）
7. エッジング作業
8. パンチング/ドリフティング作業
9. セッティングダウン作業
10. 鍛接作業
11. スウェージング作業

鍛造に関連する他の作業を行う前に、図面に従って金属にマーキングすることが不可欠です。この目的で真鍮定規、直角定規、センターポンチなどが使用されます。

1. 切断作業

長い金属棒や板を小さくすることを切断と呼びます。これは冷間・熱間の両方で可能です。冷間金属には切削角度のチゼルを使用。熱間金属には切削角度のチゼルを使用。20mm以上の厚さの金属は加熱してから切断すべきです。

2. アプセット作業

長さ方向の延伸に対して断面積を増やす作業です。長軸と平行な方向にアプセット力を用いて長さを達成します。例：ボルト頭部の形成。

3. 引き延ばし作業

金属の長さを増やすことを引き延ばしと呼びます。図に示す通りです。金属を〜の間の温度で加熱し、アンビルの嘴でハンマーを叩きます。フラッターもこの目的で使用されます。

4. ジャンピング作業

金属を加熱して短く厚くすることをジャンピングまたはアプセットと呼びます。ジャンピングにより金属長さをほぼ半分に減らせます。ジャンピングは3通りの方法で行います：

1. ヘッドジャンピング：図に示す通り。丸棒の一端をジャンピングすることを「ヘッドジャンピング」と呼び、リベット頭部などが例です。
2. センタージャンピング：図に示す通り。丸金属棒の両端以外の部分でジャンピングを行います。例：タップハンドル。
3. フルジャンピング：図に示す通り。金属を完全に加熱して長さを減らします。

5. 曲げ作業

金属片を丸形または角形に曲げることを「曲げ」と呼びます。以下の図に示す通りです。丸リングなどはこの作業で作られます。

6. フラッタリング作業

この鍛造作業は、熱い金属を持ってボトムフラッターをアンビルの角穴に置き、トップフラッターを金属の上に置き、スレッジハンマーでトップフラッターを通じて力を加えることで行われます。

7. エッジング作業

この鍛造作業は、金属板を所望の形状に叩くか強制することで行われます。ワークピースは2つのダイエッジ間で強制されます。

8. パンチング作業

図に示す通りです。この作業では、パンチを用いて熱い金属に穴を開けます。パンチングでは、ジョブをまずアンビルのパンチ穴やナットなどの上に置き、パンチで穴を開けたり、ドリフトで既存の穴を拡大したりします。

9. セッティングダウン作業

これは仕上げプロセスです。鍛造金属の端部とコーナーを平らにし、継ぎ目が閉じたときに丸みを持たせます。スウェージとセットハンマーがこの目的で使用されます。このほか、捻りを加えてジョブに強度を与えることもできます。

10. 鍛接作業

このプロセスでは、金属部品を炉で適切な温度まで加熱し、圧力または打撃で溶接します。鍛接では、金属片の端部をジャンピングによってスカーフ形状にします。

11. スウェージング作業

スウェージングは、所望の形状と寸法（通常は円形または六角形）に仕上げるために径を減らす作業です。この作業では、小さなジョブにはトップとボトムのペアが追加され、大きなジョブではスウェージブロックが使用されます。

鍛造のメリット

1. 金属の引張強度が低下し、可塑性を獲得して所望の形状を与えやすくなる
2. 可塑性と展延性の特性により、引き延ばし、ジャンピング、曲げ作業が容易に実行可能
3. 鍛造ジョブは形状がほぼ完成しているため仕上げが容易で、時間がかからない
4. 手鍛造後の金属は、他の機械加工を容易に行える
5. 金属の廃棄が少ない
6. 熱間鍛造により金属組織が適正化される
7. 金属に応力とクラックの発生余地が少ない

鍛造のデメリット

1. 金属加熱時に酸化が発生し、金属を害する
2. 脆性金属は鍛造できない
3. 鍛造プロセスでは仕上げが不可能
4. ジョブサイズに変化が生じる

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結論

鍛造についての疑問が解消されたことを願っています。まだ「鍛造または鍛造の種類」について疑問があればコメントでお尋ねください。記事がお役に立てばシェアをお願いします。

以上です。お読みいただきありがとうございました。どんなトピックについてもご質問があれば下記コメント欄でお気軽にお尋ねください。

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