長年にわたり、多くの冶金工場が多くの金属加工技術を実践してきた。この場合、鍛造と鋳造は標準的な金属加工方法である。その結果、これらの工場は、世代の要件に基づいて、これらの技術を徐々にアップグレードしてきました。しかし、金属鍛造対鋳造は、冶金の最も古い金属改質技術の一つである。これらの金属加工法はどちらも数千年前から存在しています。したがって、これら2つの一般的な方法(鍛造と鋳造)の基本を理解する必要があります。それに、鋳造と鍛造の違いは、最初は理解できないかもしれません。しかし、記事を完全に読めば、それは明らかになるでしょう。
存在しない金属部品をお探しかもしれません。あるいは、特注で製造する必要があるかもしれません。さらに、品質と耐久性を保証する金属部品も必要です。鋳造と鍛造のガイドの違いは、あなたのためにそれを容易にします。それはあなたの必要な金属部品に適切な金属加工プロセスを選択するのに役立ちます。
この記事は、鍛造と鋳造の基本的な違いについての決定版です。まず、この2つの方法(鍛造と鋳造)の基本的な情報について説明します。その後、理解のヒントとなるまとめ表を用意しました。しかし、鍛造と鋳造の基本的な違いをすべて浮き彫りにしました。
鍛造とは何か?
鍛造は、総合的な力を用いた伝統的な金属成形法である。この金属加工プロセスは、ほとんどの金属加工工場で普及している。しかし、ハンマーや金型がこの力を生み出す主な装置である。この装置は、必要な形状になるまで金属を打ち続けます。この金属の変形は、パウンディング作用としても有名である。金属がその強度を保つことができるように、切れ目のない結晶粒の流れを作り出します。このユニークなグレインフローには、欠陥、介在物、多孔性を排除する補助効果と呼ばれる用語があります。
さまざまな鍛造プロセスが普及しているため、専門家はそれらを大きく3つのクラスに分類している。第一に、絞り出しは長さを増加させ、断面積を減少させる。第二に、アプセット加工はサイズを小さくし、断面積を大きくする。しかし、第3の鍛造工程では、スクイーズ加工によって異なる方向の流れが生じる。一方、作業が行われる温度に基づいて、鍛造には2つのタイプがあります:熱間鍛造と冷間鍛造である。
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鍛造金属の利点
鍛造は最も古い金属加工技術の一つであるため、いくつかの利点があります。典型的な鋼の鍛造プロセスは、金属の機械的特性を向上させます。具体的には、一貫性、強度、より緊密な結晶粒構造、および耐久性の延長が向上します。しかし、金属鍛造プロセスでは、以下の4つの利点が注目に値する。
- 強さだ: なぜ鍛造工程は鋳造工程よりも間違いなく強い金属を生み出すのでしょうか?鍛造工程では、金属内部の結晶粒が変形し、組織にばらつきが生じます。その結果、強度特性が向上する。
- 信頼性: 鍛造は強度を増した金属を生産するため、最終的には一貫した延性を提供する。
- 誠実さ: 鍛造鋼は、金属の強度と弾性が向上しているため、高い予測精度が得られる。
- 予算オプション: 金属鍛造プロセスは鋳造よりも安価です。金型を追加する必要もありません。
欠点
鍛造鋼板にはさまざまな利点があるが、欠点もある。このような欠点があるため、人々は鋳造プロセスを選択します。鍛造よりも鋳造が選ばれる主な理由は以下の3つです。
- 形状に関する制限: 鍛造よりも鋳造を選ぶ主な理由である。金属鍛造は複雑な形状の製造には適していません。金属鍛造は、金属鋳造よりも比較的単純な形状を製造することができます。その結果、多くのアプリケーションの要件を満たすことができません。
- 許容範囲が狭い: 鍛造金属の中には、より高い公差を保証できないものがある。その結果、鍛造鋼はより高い公差のアプリケーションの要件を満たすことができません。
- 追加の操作: 鍛造スチールは、より良い結果を得るために追加の機械加工が必要になる場合があります。鋳造は、他の金属加工プロセスよりも追加の機械加工が少なくて済みます。
人気のアプリケーション
鍛造鋼は幅広い用途に普及している。
- 航空宇宙産業:鍛造部品は、エンジンやランディングギアなど航空機の多くの部品に使用されているほか、その他の部品でも中・大型部品に使用されている。鍛造部品は耐衝撃性に優れているからです。
- 自動車産業例えば、ギアボックス、クランクシャフト・コネクティングロッド、トランスミッションセットギアなど、これらはすべて鍛造部品で構成されています。また、自動車の車輪を支える鍛造部品の耐久性も重要です。
- エネルギー部門石油やガスの生産、発電の分野では、鍛造部品が高圧バルブ、タービン、発電機に使用され、卓越した性能と過酷な環境への耐性が求められます。
- 農業機械農業機械の分野では、鍛造部品を必要とする大型農業機械が多く、その中で鍛造部品は欠かせない役割を担っている。例えば、トラクターやコンバインには多くの鍛造部品が使用されています。
- 重機と建設鍛造部品の特徴は、耐久性と計量能力であり、例えば、鉱山機械や建設業界の吊り具などに広く使用されています。過酷な作業環境において、鍛造部品の耐摩耗性と計量能力は十分に発揮されます。
キャスティングとは何か?
金属鋳造は、金型室に溶融金属を注入し、複雑な金属形状を作成する金属加工プロセスです。鋳造プロセスは、金属製造において7000年以上の歴史がある。しかし、金型はさまざまなゲートシステムとキャビティからなる特殊なチャンバーである。このキャビティが最終的にさまざまな金属形状を作り出す。この鋳型は、鋳造方法の種類によって永久的なものと一時的なものがある。
しかし、金属製造では4種類の鋳造法が広く普及している。これらの種類は、金型の種類によって異なります。それぞれの鋳造法は、単純な金属部品や複雑な金属部品を作るためのユニークな機能を提供します。
- 砂型鋳造:この鋳造法は、さまざまな種類の金属形状を作成するための鋳型として異なる再利用できない砂を使用します。“砂型鋳造:砂型鋳造の基礎についての決定版ガイドです。.
- インベストメント鋳造:この方法は、耐火物で満たされたパターンから鋳型を作成します。このタイプの鋳造では、ワックスパターンが最も一般的な選択です。しかし、「インベストメント鋳造の長所と短所」は、インベストメント鋳造の基本を強調しています。.
- ダイカスト この鋳造法では、高圧で溶融金属を金型に押し込む。金型は通常、2つの異なる部品で構成されています。溶けた金属が冷えたら、この2つのパーツを開き、金型を取り外すことができます。より詳しい情報は、“投資鋳造とダイカスト - あなたのプロジェクトに最適な方法を選択” の記事をご覧ください。”
- 遠心鋳造: この鋳造法は永久鋳型を使用し、より微細な内径を持つ。遠心鋳造の製品は比較的耐久性があります。この鋳造法は、大量注文の場合に最も一般的です。
鋳造金属の利点
鍛造プロセスの欠点は、鋳造プロセスの利点になります。以下の4点が、鋳造工程で得られる主なメリットです。
- 複雑な金属形状: 鋳造法は、さまざまな金属の形や大きさを作り出すことができる。さまざまな鋳造法を使えば、あらゆる種類の金属形状を作ることができる。この利点は、多くの企業が高度な技術を開発するのに役立ちました。
- 柔軟性がある: 鋳造法は、一般的な鍛造法よりも驚くほど速い。ダイカスト法は、1つの金型につき平均100ヒットの速度で大量の金属部品を作ることで有名です。
- 上質な仕上がり:Cアスティングパーツは通常、高品質な仕上がりになるため、追加の機械加工は必要ない。
- 労力が少ない: 鋳造法は半自動または全自動プロセスである。その結果、特定の部品を操作するために多くの従業員を必要としない。
欠点
鍛造法と同様、鋳造法にもいくつかの欠点がある。このような欠点があるため、複雑な形状を必要としない場合は、鍛造製法に軍配が上がります。鍛造法の主な欠点は次の2つである。
- 高コスト: 金属鋳造は、鍛造設備よりも比較的高いコストを必要とする。その上、鋳造に使用される機械も比較的高価です。
- より低い完全性: ポロシティは鋳造工程でよく見られる現象である。しかし、鍛造工程ではポロシティ欠陥が生じることはほとんどない。
鋳造 vs 鍛造 vs 機械加工
鋳造と鍛造はどちらも部品を成形する工程に属しますので、鋳造や鍛造で粗い部品を手に入れたら、次の工程である精密機械加工を行う必要があります。顧客のニーズに応じて、部品を切削したり研削したりしますが、この工程は工作機械やCNCセンターで行う必要があります。
また、鋳造、鍛造、機械加工の3つの工程には補完関係がある。
- 初期形成と精密加工:
鋳造は、複雑な形状の部品の最初の成形基盤を提供し、鍛造は、塑性状態で金属を成形するために加熱し、鍛造するプロセスであり、機械加工は、研削/切削/穴あけなどの部品の最終的な微細加工を提供する。 - 補完機能:
鋳造と鍛造は部品に初期形状を与え、強度と基本性能を確保し、機械加工は部品をさらに改良する。 - プロセスの完全性と相乗効果:
また、この3つの工程は協力関係を築くことができ、部品形成の完全なプロセスを形成し、各工程が重要な役割を果たす。
人気のアプリケーション
鋳造と鍛造は異なる分野で広く使われている。鋳造法も幅広い産業で普及している。鍛造の応用業界と重なる業界もありますが、最終用途のケースはそれぞれの業界で大きく異なります。
- 自動車産業: 自動車やオートバイのオートメーションの分野では、鋳造品が広く使われている。非常に複雑な形状を必要とする部品が多いため、これらの特殊な形状の部品は鋳造でしか完成させることができません。例えば、自動車エンジンのシリンダーブロックやギアボックスなどです。オートバイの場合、鋳造部品の耐熱性と精度は高く評価され、特にオフロードオートバイのペダルは鋳造技術で作らなければならない。
- 航空宇宙産業: 航空機製造では、タービンブレード、排気装置、民間機と軍用機のコックピット部品など、複雑な形状と軽量な材料を必要とする部品に鋳造が採用されている。
- 鉄道業界:鋳造部品は、車輪セットやブレーキ部品など、強度と信頼性が最も重要な機関車や鉄道車両の製造に欠かせない部品です。
- 造船業: 造船の分野でも鋳物は広く使われている。プロペラやアンカーなど、耐食性・耐久性に優れた大型鋳物である鋳物は、多くの大型船に登場している。
- 医療機器: 医療機器には極めて複雑な形状のステンレス部品が多く、このような複雑な形状や高い表面精度の要求は、鋳造技術でしか実現できません。例えば、手術器具、埋め込み器具などです。
- 建設・インフラ:建築分野では、鋳造は構造部品、配管設備、装飾要素に使用され、強度と美的多様性を兼ね備えている。
鍛造と鋳造の違い:鋳造と鍛造の違い
金属製造業では、鍛造と鋳造の両方が広く普及している。顧客の要求に応じて、これらの産業は鍛造と鋳造のどちらかを選択します。以下に鋳造と鍛造の概要表を示します。この表をご覧いただければ、鋳造と鍛造を使い分けるヒントが得られると思います。鍛造にせよ、鋳造にせよ、機械加工と組み合わせることになるため、鍛造vs鋳造vs機械加工の本質的なつながりとなります。.
| 内容 | 金属鍛造 | 金属鋳造 |
| 定義 | 総合的な力を使って金属形状を作り出す金属加工プロセスである。 | 溶融金属を型に流し込み、さまざまな金属形状を作り出す金属加工プロセスである。 |
| 圧縮強度 | 鍛造製品は圧縮強度が高い | 鋳造製品は圧縮強度が低い。 |
| 疲労強度 | 金属鍛造の製品は疲労強度が高い。 | 鋳物製品は疲労強度が低い。 |
| 形とサイズ | 金属鍛造では、複雑な金属形状の製造には限界がある。 | さまざまな鋳造法によって、あらゆる種類の金属形状を作り出すことができる。 |
| 寛容 | 金属鍛造の製品は通常、公差が小さい。 | 鋳造製品は高い公差を提供する |
| 所要労働時間 | 金属鍛造は、鋳造よりも比較的多くの労力を必要とする。 | 金属鋳造は金属鍛造よりも労力がかからない。 |
鍛造と鋳造:どちらが安いか?
鋳造鍛造のコストは、いくつかの理由から、一般的に鍛造よりも安価であると考えられている:
- 材料効率: 鋳造は、注湯によって部品を成形する工程である。冷却後、木の部分を切り取ってマテリアルリサイクルするため、鋳造は材料を無駄にしない生産工程です。鍛造の場合は、鍛造後に余分な部分を機械加工したり研磨したりする必要があるため、材料を無駄にすることがあります。これに対し、鋳造は利点が多く、材料費を節約できる。
- 金型および設備コスト: 鋳造の主な金型費用は金型であり、これは1回限りの投入と連続的な出力である。鍛造は手作業で完結できないため、大型の鍛造設備を購入する必要があり、鍛造に必要な大型設備の購入価格は高くなる。
- 人件費:インダストリー4.0の時代、鋳造は高度に自動化された機械化へと発展し、鋳造工場は完全に自動化された生産状態に達している。生産現場を監督・管理する技術者は少人数で済み、人件費も非常に安い。これに対して鍛造は、部品の形状要求によっては製造に手作業による判断が必要なため、やや劣る。
- 生産速度と生産量:鋳造鍛造は、金型を開いた後、大量生産の段階に入ることができ、特にダイカスト技術の生産効率は非常に高いです。
しかし、鋳造と鍛造のどちらを選択するかは、材料特性、機械的強度、生産量、設計の複雑さなど、部品の具体的な要件によって異なることに注意することが重要です。
概要
とりわけ、鍛造と鋳造の比較は、金属産業で人気のあるトピックです。さらに、鋳造または鍛造、これら2つの金属加工プロセス(鋳造対鍛造)は、高品質の金属製品を作成します。この場合、それぞれの方法はユニークな能力を持っており、個々の製品に人気があります。鍛造は鋳造よりも引張強度、疲労強度、降伏強度が高い。一方、鋳造は単純な金属形状と複雑な金属形状の両方を製造します。
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