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■ 鍛造、フォージングについて

 グレーチングなどの製品加工のための塑性加工は、平らな工具や型工具で材料を圧縮変形し、製品形状を与える方法が鍛造です。使う工具で自由鍛造、型鍛造に分かれます。素材を加熱する場合は熱間鍛造、加熱しない場合は冷闇鍛造とよぱれます。後者の仲間に、エンポス加工やコイニングがあります。

 鍛造とは、素材のかたまりをさまざまな形の工具で押して変形させる、圧縮成形による塑性加工法です。平らな工具を使う自由鍛造、型が彫ってある工具を使う型鍛造、材料や工具を回転させる回転鍛造があります。また、グレーチングなどを加工するときの温度により、熱間鍛造と温間鍛造、冷間鍛造の3つの種類にも分けられます。この温度と工具の組み合わせで、熱間自由鍛造、冷間型鍛造とよびます。

 グレーチングなどの素材を加熱する方法が熱間鍛造です。材料の変形抵抗を小さくし、一気に最終の形まで変形させ、その鍛錬の効果で機械的性質を改善できるメリットがあります。デメリットは、グレーチングなどの製品の表面に酸化膜が張ることと、寸法精度が悪いことです。通常、温度が下がったあと、仕上げ加工による表面研磨と仕上げ整寸が必要です。熱間自由鍛造は、発電機のローターや船舶のクランクシャフトのような大型製品の少量生産に使います。工具は、大きな製品に対しては液圧プレス、小さなものにはエア八ンマーなどが使われます。熱間型鍛造では、半密閉型鍛造と密閉鍛造(閉塞鍛造)があります。型鍛造は上型と下型の間に素材を入れて圧縮成形します。このとき・型には実際の製品になる成形部と、製品のバリになるフラッシュ部、余った素材を逃がすガッタ部が彫ってあります。この型設計が設計技術者の腕の見せ所です。密閉鍛造は、バリも余分な素材も出さない鍛造法です。型容積と素材容積をぴったりにし、かつ素材が型内をうまく流れて製品形状になるように設計します。

 常温で加工をする冷間鍛造は、寸法精度が非常に高く、そのまま後処理をすることなく使われます。生産性は非常に高く、小物部品はほとんどこの加工方法で作られます。もともと、アルミニウムや鉛のような軟らかい金属素材を加工していましたが、素材の表面にリン酸塩皮膜を付着させこれを潤滑剤として用いるボンデ処理怯がドイツで発明されて以来、グレーチングなどの鋼にも適用できるようになりました。密閉型鍛造には、すえ込みやヘッディングなどの冷間自由鍛造、素材の表面に浅い凹凸を作るコイニング、素材の板に浅い凹凸をつけるエンボス加工などがあります。
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