鍛造・プレス・鋳造:それぞれの主要な違いを理解する
1. 鍛造と鋳造の違いは?
(1)概念的区別
- 鋳造は、形状のない液体金属を形状のある固体に変えるプロセスです。
- 鍛造は、一つの形状をした固体を別の異なる形状に変えるプロセスです。
- 鍛造は蝋細工のようなプロセス。スクラップ鋼や鋳鉄を溶かして液体にし、金型に流し込むことで異なる形状が得られます。(※原文に誤りあり。鋳造の説明が鍛造項目に混入)
- 鍛造はパン生地をこねるようなもの。同様に、固体ブランクを高温下で金型に入れ、所望形状に変形させます。
- 鋳造プロセスでは、溶融金属液を金型に流し込み所望形状を得ます。主に溶解・注湯時の鋳造技術制御に焦点を当てます。
- 鍛造は固体塑性成形プロセス(押出、引抜、アップセット、パンチング等)。鍛造は主に熱間鍛造と冷間鍛造に分類されます。
(2)鍛造は緩やかな成形プロセス、鋳造は瞬時成形
- 鋳造プロセスでは溶融金属液がキャビティを充填し冷却し、ワークピース内に気孔が容易に発生。
- 鍛造は高温下で押出しにより部品を成形し、同時にワークピースの結晶粒が微細化されます。
2. 自由鍛造と型鍛造の違い
(1) ハンマー鍛造(自由鍛造)
- 自由鍛造は、加熱した金属ブレットを鍛造機の上下アンビル間に置き、直接衝撃・圧縮して所望形状を得る鍛造方法。単純形状、単品、少量、重量部品に最も適しています。
- 自由鍛造は手作業自由鍛造と機械自由鍛造に分類。手作業は生産効率低く労働強度高く、修理や単純・小型・少量鍛造生産のみに使用。現代工業生産では機械自由鍛造が主流、重機械製造では特に重要な役割。
(2) 型鍛造(閉鎖鍛造)
- 型鍛造では、加熱ブランクを鍛造プレスに固定された鍛造金型内に配置し成形。
- 型鍛造は様々な機械で実施可能。工業生産では蒸気・空気ハンマーがハンマー型鍛造に一般的で、トン数は5KN〜300KN(0.5〜30トン)。熱間型鍛造プレスは25000KN〜63000KN。
- 型鍛造金型は単室と多室に分類。単室鍛造金型はテール溝と斜楔で固定、突出と左右移動防止。キーとキーウェイの組み合わせで金型位置精度確保、前後移動防止。
- 単室は一般的に最終鍛造室。鍛造ブレットは空気ハンマーで成形後、複数回最終鍛造金型加工で所望形状に形成、その後バリ取り。
3. 鋳造・鍛造・プレス・ダイカストの違い
(1)鋳造
- 鋳造は原材料を溶かし、成形金型で自然に形作らせる。
- 鍛造は原材料を一定温度まで加熱し、工具で形作る。
- プレスは適切なプレス金型で形作る。
- ダイカストは溶融原材料を圧力で金型に注入し、より高密度またはより精密な形状を得る。
(2)鍛造:
- 高温下で押出しにより成形、工程中に部品結晶粒が微細化。
- 同等厚みの部品は板金プレスに適する。
- 非加熱・不均一厚み・複雑形状部品はダイカストに適する。
1. 鋳造は高圧と低圧の二種類に分類。
2. 鍛造も鋳造方法の一種、唯一の違いは鍛造は鋳造より低温が必要、一部鍛造部品は半溶融状態で達成可能。
3. プレスは常温でパンチングマシン等により半製品を完成品に移すプロセス。
4. ダイカストも高温鋳造方法の一種、加工困難なより複雑な部品に適する。ダイカストでは金属を液体まで加熱し金型に圧入、冷却後部品が成形。
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