鍛造は、優れた強度、耐久性、精度を備えた金属部品を製造するために使用される、実績のある非常に効果的な製造方法です。このプロセスでは、局所的な圧縮力を使用して金属を成形し、多くの場合熱と組み合わせて、目的の形状を形成します。鍛造加工にはさまざまな種類がありますが、基本的な手順はどれも同じです。これらの手順を理解することで、鍛造部品が必要な品質および性能基準を確実に満たすことができます。以下では、鍛造プロセスに含まれる一般的な手順を説明し、高品質の鍛造部品がどのように作成されるかを説明します。
ステップ 1: 金型の設計と作成
鍛造プロセスの最初のステップは、材料を成形するために使用される金型を設計および作成することです。金型の作成は、特に精度と部品の複雑さが重要な閉塞型鋼鍛造部品の場合、重要なステップです。金型は、鍛造する部品の形状に正確に一致するように設計されています。場合によっては、金型の作成は複雑な手順になることがあり、金型の耐久性と高精度の部品製造を保証するための高度なツールと技術が必要になります。設計段階では、金型に適切な材料を選択し、鍛造プロセスに伴う強い力と高温に確実に耐えられるようにすることも含まれます。
ステップ 2: ビレットの切断と加熱
金型の準備ができたら、次のステップはビレットを準備することです。ビレットは、鍛造プロセス中に成形される事前に成形された金属のブロックです。ビレットは適切なサイズに切断され、材料が鍛造される部品の種類とサイズに適切であることが保証されます。切断後、ビレットは鍛造される材料に応じて、通常は 1000 ～ 1300°F (538 ～ 704°C) の範囲内の特定の温度に加熱されます。ビレットを加熱すると展性が高まり、次のステップで金型キャビティに容易に流入できるようになります。適切な加熱は、亀裂のリスクを軽減し、材料特性の均一性を確保するために非常に重要です。
ステップ3：実際の鍛造工程
ビレットが適切に加熱されると、実際の鍛造プロセスが始まります。このステップでは、加熱されたビレットがダイの間に配置され、材料を目的の形状に成形するために莫大な圧力が加えられます。鍛造プレスは、実行される鍛造の種類に応じて、ハンマー、油圧プレス、または機械プレスにすることができます。この段階では、未加工のビレットが最終部品の大まかな形状またはプリフォームに変化します。高圧鍛造は高精度が必要な部品によく使用されますが、低圧鍛造はより大型でそれほど複雑でない部品に適用される場合があります。材料が加えられた圧力に反応するため、鍛造プロセスは非常に動的になる可能性があり、これにより粒子構造が整列し、材料の機械的特性が向上します。
ステップ 4: トリミング
部品が鍛造されると、通常はトリミングが必要になります。トリミングにより、鍛造プロセスで生じる余分な材料やバリが除去されます。フラッシュとは、鍛造の際に金型からはみ出した余分な金属のことです。トリミングにより、最終部品の寸法が正確になり、不要な金属の突起がないことが保証されます。このステップは、必要な形状を達成し、次の製造段階に向けて部品を準備するために不可欠です。トリミングは機械プレスまたは特殊な切削工具を使用して行うことができ、きれいで正確なエッジを確保できます。
ステップ5: 熱処理
トリミング後、鍛造部品に熱処理が施され、強度、硬度、および全体的な性能が向上します。熱処理には、金属の特性を調整するための焼き入れや焼き戻しなど、慎重に制御された加熱および冷却プロセスが含まれます。処理プロセスは、高い引張強度や耐衝撃性などの望ましい機械的特性を達成するために不可欠です。熱処理プロセスは、部品の材質と用途によって異なります。たとえば、炭素鋼は、合金鋼やチタン部品とは異なる熱処理プロセスを受ける場合があります。
ステップ 6: ショットブラストと機械加工
部品に熱処理が施されると、通常はショット ブラストと機械加工が行われます。ショットブラストは、部品の表面に小さな鋼球を打ち付けて部品の表面をきれいにして滑らかにし、鍛造プロセスで残った酸化物や表面の不純物を除去するプロセスです。ショット ブラスト後、最終的な寸法と表面仕上げを達成するために、部品にさらなる機械加工が必要になる場合があります。 CNC 機械加工または手動機械加工を使用して部品を改良し、正確な仕様を確実に満たすことができます。最終の機械加工ステップでは、要求の厳しい幅広い用途ですぐに使用できる精密鍛造部品の製造が可能になります。
結論
鍛造プロセスは高度に制御された多段階の手順であり、これによりメーカーは優れた強度と精度を備えた部品を作成できます。金型の設計・製作、ビレットの切断・加熱、本鍛造工程、トリミング、熱処理、ショットブラスト・機械加工の6つの工程のそれぞれが、最終製品の品質を確保する上で重要な役割を果たします。自動車部品、航空宇宙部品、重機など、鍛造部品優れた機械的特性で知られており、高性能アプリケーションに最適です。これらの手順と熟練した専門知識を適切に組み合わせることで、鍛造コンポーネントが現代産業の要求を満たすことが保証されます。
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