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トップページ圧造加工(冷間鍛造、ヘッダー加工)

圧造加工(冷間鍛造、ヘッダー加工)

ワイヤー、線材から製作する端子・ピンについての加工方法のご紹介です。
冷間鍛造(コールドヘッダー)、冷間圧造、圧造の加工の種類についてご説明します。

冷間圧造加工
圧造と鍛造
圧造加工部品の材料
圧造加工部品の加工方法
圧造加工部品の使用用途
圧造加工機
圧造部品製造で使用される加工方法

冷間圧造加工

ファインネクスグループのコア技術である「冷間圧造加工(ヘッダー加工)」とは、金属材料に力を加えることにより目的の形状に変形させる塑性加工の一種であり、その中でも”冷間”圧造加工の冷間とは、形状変形のために材料を加熱することなく、常温状態において叩く、伸ばす、曲げるなどの力を加えるのみで目的形状を得る加工方法です。
冷間圧造加工は、切削加工など材料を目的の形状に削る加工方法などと比較して、高速で大量に生産ができるという特徴を持っています。
当社では、さまざまな冷間圧造加工の中でも、特に線材からの圧造加工を得意としており、多くの民生部品、車載部品、医療部品を手掛けています。

圧造加工,ヘッダー加工 1 圧造加工,ヘッダー加工 2 圧造加工,ヘッダー加工 3

圧造と鍛造

金属材料の常温(冷間)での塑性加工において「鍛造」「圧造」は、冷間鍛造、冷間圧造などのように同じような意味で使用されます。 材料に大きな圧力を加えて目的の形状を得る塑性加工の中で「鍛造加工(冷間鍛造)」は、目的の形状を得ることと合わせて「鍛」という言葉の通り、形状変形と合わせて強度を高めることも意味合いとして含んでいる場合に使用されることが多く、同じ塑性加工である「圧造加工(冷間圧造)」は、ヘッダー(フォーマー)加工と呼ばれることも多く、ネジの頭部(ヘッド)のような形状を得る加工(ヘッダー加工)を主として使用されることが多い加工方法です。

圧造加工部品の材料

冷間圧造加工で使用する金属材料には、主に下記のようなものがあります。

Cu銅系金属

銅は、常温時において電気伝導性が純粋な金属の中では2番目(1番:銀Ag、2番:銅Cu、3番:金Au)に高く、電気伝導性の高い金属の中でも比較的安価で入手できるため、広く電気接点端子として利用される圧造加工材料です。
上記のような銅の基本機能を目的により強化するため、さまざまな銅系の合金が圧造加工に利用されています。

純銅

銅Cu以外の合金元素を含まず、銅Cu本来の高い電気伝導性を持ちますが、強度は他の銅合金に劣ります。
酸素を0.02~0.05%残し、電気伝導性を阻害する不純物を酸素で無害化するタフピッチ銅(C1100)や、タフピッチ銅の弱点である水素脆化を防ぐために、不純物である酸素を限界まで除去し純度を高めた無酸素銅(C1020)などが圧造加工に利用されます。

黄銅

銅Cuと亜鉛Znの合金で真鍮とも呼ばれます。亜鉛Znの割合が増すごとに硬度が高くなり、反面脆さも増します。合金元素の調整によりさまざまな圧造加工に適した加工性を持たせることができるため、電気部品のみならず、大型の自動車部品、建築材料などの圧造パーツにも利用されます。
主にC2600(銅Cu70%,亜鉛Zn30%)、C2700(銅Cu65%,亜鉛Zn35%)が用いられます。

りん青銅

銅Cuに錫Snと少量のリンPを加えた合金で青銅の一種です。機械的な強度が強くバネ性があり、耐摩耗性に優れ磁性もないため、多くの電子機器のバネやスイッチ、歯車などの圧造パーツに利用されます。

鉄系金属

ステンレス鋼

主成分である鉄FeにクロムCrを10.5%以上加えることにより、錆に強くした合金鋼です。含有するクロムが空気中の酸素と結合し、表面に不動態皮膜を形成することにより高い耐食性を持ちます。
錆に強い特性から、屋外などで使用される自動車、建築関連の圧造部品の材料として使用されます。

その他金属

アルミニウム

鉄に対する比重で約35%と軽量であり、熱伝導性、電気伝導性、加工性が良好で空気中において酸化皮膜を持つことにより高い耐食性を誇ります。純粋なアルミニウムは強度が低いため、アルミニウム合金として利用されることも多く、リベット等の圧造部品に広く利用されています。

圧造加工部品の加工方法

冷間圧造加工の際には、材料に直接力を加えて塑性変形を加える「パンチ」と、力を加えられた材料を受け止める「ダイス」を組み合わせ、圧造パーツを製造します。
パンチとダイスは材料の形状、最終目的の形状によりさまざまなものがあり、それらを組み合わせて下記のような圧造加工を行います。

据え込み加工

ダイスで固定した材料を、軸方向にパンチで叩くことにより、材料を短くその分線径を太くする圧造加工法です。
リベットやボルトなどの圧造パーツの頭部分の加工に利用されます。

前方押出し加工

元々の材料の径に対して、小さな径のダイスに材料をパンチで叩くことにより、材料の径を絞り、絞られた余りの材料分、材料の長さが長くなります。

後方押出し加工

材料をダイスに入れた状態で、ダイス材料径に対して小さなパンチで力を加えることにより、材料はダイスとパンチの隙間に逃げ、カップ型の形状となります。
リベットのカシメ部分のような圧造部品加工に利用されます。

圧造加工部品の使用用途

圧造加工にて製造された部品は、高速で大量に生産できるという特性を活かして我々の身近なさまざまなシーンで利用されています。

電子部品

コネクタ、ダイオード、放熱ブロック、プレスフィット端子、検査プローブ、機構部品、電池正極/負極などの各種電気伝導、放熱、保持、封止を目的としたさまざまな部品が圧造加工にて製造されています。

自動車部品

エンジンコントロールユニット(ECU)などに代表される自動車用各種制御ユニットや圧力センサーなどの各種車載センサーの端子・ピンの製造に圧造部品が利用されています。
今後の自動車の電装化と電気自動車(EV)の普及により、自動車には今以上に多くの電子部品が搭載されるようになるため、車載向け圧造部品の種類は今後益々多くなっていくものと考えられます。

医療部品

医療機器で使用される針状の形状、筒状の形状などに各種圧造部品が使用されています。

締結部品

ボルト、ナット、ネジ、リベットなどの部材の締結、固定に使用される部品の加工に圧造加工が利用されています。

圧造加工機

ファインネクスグループでは、圧造加工を行うための自動稼働の圧造加工機を自社内で設計製造して、圧造部品の製造を行っています。
また、圧造加工を行うためのダイス、パンチなどの金型も自社内で製作することにより、お求めやすい価格にて、高い精度と品質の安定した圧造加工を実現しています。

圧造部品製造で使用される加工方法

圧造部品加工で行う主な加工種類をご紹介します。