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鍛造(たんぞう、forging)とは、金属加工の塑性加工法の一種。金属をハンマー等で叩いて圧力を加えて変形させる手法で、古くから刃物や武具、金物などの製造技法として用いられてきた。
特徴
金属を叩くことで内部の空隙をつぶし、結晶を微細化し、結晶の方向を整えて強度を高めると共に目的の形状に成形する。また、金属を叩くことで内部の不純物を除去するとともに炭素元素を外に排出して炭素量の調節を行う[1]。
特に、精錬を主目的として鍛造された鉄を「鋼」と呼ぶ。
鍛造は非常に汚れる仕事であるため[2]、トヨタ自動車では鍛造部がある工場には風呂が用意されている[3]。
鍛造の利点
組織が緻密となり、鋳造に比べて鋳巣(空洞)ができにくいので引張り強度・硬さに優れた粗形材をつくることができる。粗形材も最終形状に近い形で仕上がることからやはり削り出しや鋳造、粉末金属冶金等の方法よりも後工程である切削や研磨が比較的省略・簡略化できる。また、部品形状に合わせて鍛流線 (fiber flow、metal flow) が連続するために反復曲げ応力に強い。さらに、成形型に合わせて必要素材量を事前に算出して準備する方法のため、削り出しや鋳造、粉末金属冶金等より材料が少なくて済む。このため、大量生産にも向いている[4][5]。
歴史
金属を叩く加工法は古代から天然の金銀銅で行われていたほか、鉄もニッケルを多く含む隕石を素材に叩いて加工されていた[1]。鍛造は最も古い金属加工法である[1]。古代エジプトで紀元前3000年頃に製作された隕石製とみられる鉄環首飾りが発見されている[1]。紀元前15世紀頃にはヒッタイトが炭を用いた鉄の還元・加熱鍛造技術を発明し[6]、前1200年のカタストロフを経て人類史に鉄器時代が到来する。産業革命の起きる18世紀まで鋳鉄は脆いものとされていたため叩いて作る鍛造品の鉄が重宝された[1]。
今日では鍛造は銅や鉄に限らず、チタン、アルミ合金、タングステン、ニッケルなど、様々な金属や合金の加工製品化のために用いられている。
鍛造の分類[7]
熱間鍛造(hot forging) - 素材の変形抵抗を減少させるために再結晶温度以上の高温に加熱して柔らかい状態で加工・成形する。鍛流線が整うため、大型製品や高強度材の製造に向く。
冷間鍛造(cold forging) - 常温で加工を実施する。加工に要するエネルギーや時間が熱間鍛造より節約できるが、変形に要する力が熱間鍛造より大きい。また、仕上がりの製品の寸法精度が熱間鍛造より優れ、表面は滑らかに仕上がる。
温間鍛造 - 約600~900℃で加工。熱間鍛造と同様に靱性を高めると同時に、冷間鍛造よりも小さい荷重で鍛造することを目的とする工法。
溶湯鍛造 - 鋳造と鍛造の融合工法。凝固収縮による鋳巣の発生をふせぐため、半凝固状態で加圧する。
鍛造方法[8]
大きく分けて以下に大別される。
型鍛造(die forging) - 鍛造用金型を用いて鍛造する。比較的形状が簡単な製品に採用されやすく、初期投資が高価となるので大量生産向き。
自由鍛造(free forging) - 加工物を治具などにセットして、ハンマー等で成形する。初期投資は比較的安く済むが熟練の技術が必要で、少量生産や大型製品の加工に向いている。
会社名 |
東福鍛工株式会社 (とうふくたんこうかぶしきがいしゃ) |
エミダス会員番号 | 93919 |
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国 | 日本 | 住所 |
日本 大阪府 大阪市西淀川区 |
電話番号 | ログインをすると表示されます | FAX番号 | ログインをすると表示されます |
資本金 | 1,500 万円 | 年間売上高 | |
社員数 | 15人 | 担当者 | 田中君枝 |
産業分類 | 重電関係 / 工作機械 / 産業用機械 |
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