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鍛造工法：自由鍛造、型鍛造、リングローリング、冷間鍛造、アプセット鍛造
工法を決めるのは部品の重量、形状、年間数量で、工法によって見積に対応できるサプライヤーが決まります。このページで絞り込み、図面をお送りいただければ、サプライヤーをマッチングします。
工法の比較
範囲は一般的な目安であり、限界値ではありません。個々のサプライヤーが対応できるのは、各範囲の一部です。
| 工法 | 作れるもの | 一般的なサイズ | 一般的な公差 | 金型費 | 適した数量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 自由鍛造 | 平らな金型や単純な形の金型の間で成形する軸、ブロック、円盤、スリーブ、段付き棒。 | 約5 kg〜50 t超 | 片側に数mmの機械加工しろ | 低い。標準の平金型とV型金型 | 1〜数百個 |
| 型鍛造 | コンロッド、フランジ、歯車ブランク、ヨーク、レバーなどのニアネットシェイプ。金属が金型に彫った空洞を満たします。 | 約0.1〜250 kg | 約±0.5〜±1.5 mm、さらに3〜7°の抜き勾配 | 高い。品番ごとに金型一式が必要 | 数百個〜数十万個 |
| シームレスリングローリング | リング、軸受レース、旋回リング、フランジブランク。穴をあけた素材を圧延して寸法に仕上げます。 | 外径は約100 mm〜数メートル | 数mmの機械加工しろ | 低い。ほとんどが標準ロール | 1〜数千個 |
| 冷間・温間鍛造 | 軸、ファスナー、スプライン部品、歯車ブランクなど、室温またはそれに近い温度で成形する小さな丸い部品。 | 数g〜数kg | 約±0.05〜±0.25 mm | 高い。多段式の金型 | 数万個以上 |
自由鍛造
金属を平らな金型または単純な形の金型の間で押す、または打ち、打撃の合間に回して成形します。作業者が段階的に形を整えるため、品番ごとの金型は作りません。
- 向いている部品軸、ブロック、円盤、スリーブ、段付き棒。1点ものや少量の部品、そして型鍛造では作れないほど大きな部品。
- 一般的なサイズ約5 kg〜50 t超。
- 公差小さな部品で片側に数mmの機械加工しろ。大きな部品ではさらに多くなります。
- 金型標準の平金型とV型金型。納期を左右するのは金型ではなく、材料と炉の時間です。
- 注意点鍛造後の形が粗いため、型鍛造より機械加工が多くなります。大きな軸や圧力部品では、鍛錬成形比を確認してください。
- RFQに記載する内容仕上げ寸法または粗加工寸法、材質、熱処理、鍛造のままの重量、数量、試験要求。
型鍛造
加熱したビレットを、上下の金型に彫った空洞に押し込む、または打ち込みます。金属が空洞を満たし、余剰分はバリとなって外にあふれ、後で取り除きます。
- 向いている部品コンロッド、フランジ、歯車ブランク、ヨーク、レバー、バルブ本体。年間数百個から数十万個まで。
- 一般的なサイズ約0.1〜250 kg。
- 公差約±0.5〜±1.5 mm、さらに3〜7°の抜き勾配。
- 金型品番ごとに金型一式が必要です。費用は一度だけ支払い、部品のサイズと複雑さで決まります。
- 注意点金型費と納期。年間数百個を下回る場合は、自由鍛造や棒材からの削り出しのほうが安くなることがあります。バリと切り落としで、投入重量が20〜40%増えることがよくあります。
- RFQに記載する内容鍛造形状または完成品の図面、重量、年間数量、材質、そして金型の費用負担者と所有者。
シームレスリングローリング
穴をあけた円盤を加熱し、回転するマンドレルと駆動ロールの間で圧延します。壁が薄くなり、直径が大きくなります。形状付きのロールを使えば、異形断面のリングも作れます。
- 向いている部品軸受レース、旋回リング、フランジブランク、歯車リング、そしてタービンや圧力容器向けのリング。
- 一般的なサイズ外径は約100 mm〜数メートル。
- 公差数mmの機械加工しろ。
- 金型ほとんどが標準ロール。異形断面のリングには、専用ロールが必要な場合があります。
- 注意点シームレスとは溶接部がないことを意味し、繊維の流れはリングの周方向に走ります。圧延機ごとに直径、高さ、肉厚の限界があるため、外径、内径、高さがサプライヤーの対応範囲に入るか確認してください。
- RFQに記載する内容鍛造のまま、または仕上げの外径・内径・高さ、異形断面の有無、材質、熱処理、試験。
冷間・温間鍛造
冷間鍛造は室温で金属を成形します。温間鍛造は数百度に加熱しますが、熱間鍛造の温度よりは低い範囲です。どちらも多段式の金型を使い、大量生産に向いています。
- 向いている部品ファスナー、小さな軸、スプライン部品、ソケット、歯車ブランク。単純で、ほとんど丸い形状。
- 一般的なサイズ数g〜数kg。
- 公差約±0.05〜±0.25 mm、表面もきれいです。
- 金型費用は高い。品番ごとに多段式の金型が必要です。
- 注意点成形荷重が高いため、低炭素鋼・中炭素鋼、アルミニウム、一部のステンレスなど、成形しやすい合金に限られます。年間数万個を下回ると、金型費を回収できないことがほとんどです。
- RFQに記載する内容図面、材質、年間数量、重要な径の公差、必要な熱処理。
アプセット鍛造
加熱した棒の端を握り、軸方向に押して、端を短く太くします。細長い部品にヘッドやフランジを成形する工法です。
- 向いている部品ボルトヘッド、フランジやカラーのある軸、バルブステム、車軸の端部。
- 一般的なサイズアプセッターによって異なります。各サプライヤーに、対応できる棒径の範囲をご確認ください。
- 公差アプセット部は型鍛造と同程度です。棒の部分は、素材の公差のままです。
- 金型部品ごとに、握り金型とヘディング工具が必要です。
- 注意点棒の支えのない長さと直径の比によって、1回の打撃でアプセットできる量が制限されます。長いヘッドでは、複数の工程が必要になることがあります。
- RFQに記載する内容棒径、ヘッドまたはフランジのサイズ、全長、材質、数量。
工法の選び方
まずは形状と年間数量から考えます。以下は経験則です。例外もよくあるため、サプライヤーは見積の前に図面を確認します。
- リング形状、どのサイズでもシームレスリングローリング。板や棒から切り出したリングは材料を無駄にし、繊維の流れも断ち切ります。
- 年間数万個の小さな丸い部品冷間鍛造または温間鍛造。公差が小さく、機械加工が少ないため、金型費に見合います。
- ヘッドまたはフランジのある細長い部品アプセット鍛造。棒の端からヘッドを成形します。
- 約250 kgまで、年間数百個以上型鍛造。ニアネットシェイプで、金型費を生産数量に分散できます。
- 1点もの、非常に大きい、または年間数百個未満自由鍛造。部品専用の金型が不要で、機械加工しろは大きくなります。
鍛造工法に関するご質問
自分の部品にどの鍛造工法が必要か、どう判断すればよいですか？
重量、形状、年間数量で決まります。リングはリングローリング、数万個単位の小さな丸い部品は冷間鍛造または温間鍛造に向きます。数百個以上の中型部品は型鍛造、1点ものや非常に大きな部品は自由鍛造に向きます。迷う場合は、RFQフォームで「Not sure」を選び、図面をお送りください。
1社のサプライヤーで複数の工法に対応できますか？
2つ以上の工法を持つ工場もあります。例えば型鍛造と自由鍛造、自由鍛造とリングローリングの組み合わせです。すべてを持つ工場は多くありません。当サイトは部品に必要な工法でマッチングするため、どの工場が何を持っているかをご存じでなくても問題ありません。
鍛造は、棒材からの削り出しより常に優れていますか？
いいえ。鍛造が有利になるのは、部品に疲労荷重や衝撃荷重がかかる場合、棒材の大半が切りくずになる場合、数量が金型費に見合う場合です。単純な形状を数個だけ作るなら、棒材からの削り出しのほうが安いことがよくあります。
熱間、温間、冷間鍛造の違いは何ですか？
熱間鍛造は鋼を約1100〜1250 °Cに加熱して行います。温間鍛造は数百度、冷間鍛造は室温で行います。温度が高いほど大きな部品が作れますが、機械加工の取りしろも増えます。温度が低いほど公差が小さく表面もきれいですが、部品は小さくなり、金型費がかさみます。