ファインネクスの冷間鍛造

冷間鍛造とは?

冷間鍛造とは、金属を加熱せずに室温で圧力をかけて形状を変える加工技術です。この方法は、金属の内部構造を改善し、製品の強度と精度を高めることができます。冷間鍛造は、自動車産業、航空宇宙産業、建設業など、多岐にわたる分野で利用されています。特に、高い強度と精度が求められる部品の製造に置いて、不可欠な加工技術です。

冷間鍛造のプロセス

冷間鍛造は主に以下のステップで行われます。 ① 材料の準備：適切な金属材料を選び、必要に応じて切断します ② 鍛造：専用のプレス機を使用して、金属に圧力をかけ、所望の形状にします。 ③ 仕上げ：必要に応じて鍛造された部品のバリ取り、研磨などの仕上げ作業を行います。

各加工方法の特徴

鍛造と圧造

金属材料の塑性加工において「鍛造」「圧造」は、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」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、形状変形と強度を高めることも意味合いとして含み使用されることが多く、同じ塑性加工である「圧造加工」は、ヘッダー（フォーミング）加工と呼ばれネジの頭部の様な形状を得る加工を主として使用されることが多い加工方法です。上記の様に、圧造加工と鍛造加工はほとんど同じ意味で使用されておりますが、横方向から圧力を加え素材を変形させていく方法が「圧造」であり、縦方向から圧力を加え素材を変形させていく方法が鍛造といった区分けを一般的に行います。

冷間鍛造と熱間鍛造

鍛造は加工時の素材の温度によって区分けされております。常温の素材を用いる冷間鍛造加工の他、素材を熱して加工を行う温間、熱間鍛造加工という加工方法が存在します。

冷間鍛造加工

メリット…高精度、加工速度が高い、表面が滑らか
デメリット…複雑な形状作りが難しい

熱間鍛造加工

メリット…複雑な形状作りが可能
デメリット…低精度、加工速度が遅い、表面が荒い

温間鍛造加工

冷間と熱間の中間であり、それぞれのメリット・デメリットを持ち合わせている

転造

転造加工とは、別名「回転鍛造加工」とも呼ばれ、素材を回転させながら圧力を加えて変形させる方法です。一般的に、ボルトの頭部は鍛造加工で、ネジ山部分は転造加工で造形されています。

冷間鍛造の材料

冷間鍛造加工では主に下記の様な金属材料が使用されます。

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鍛造・圧造加工材料です。上記の様な銅の基本性能を目的により強化するため、様々な銅系の合金が鍛造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）などが鍛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高度が高くなり、反面脆さも増します。合金元素の調達により様々な鍛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、建設材料などの鍛造パーツに利用されます。

リン青銅

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ばね性があり、単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、歯車などの鍛造パーツに利用されます。

その他銅合金

バネ性があり、より電気伝導率が高いコルソン合金も注目されております。