高炭素鋼、特殊鋼の鍛造加工（エアーハンマー、プレ…

質問

高炭素鋼、特殊鋼の鍛造加工（エアーハンマー、プレス）について

弊社は従業員が150人規模の切削加工を主たる業務としている会社です。
扱っている材料の中心は鋼です。
NC旋盤、ﾏｼﾆﾝｸﾞを中心に、機械部品、試験片の加工を行っています。
お客様からいただく製品仕様の中は、鍛造工程が含まれるものもあります。
そのような製品は主として試験片（引張試験、衝撃試験用など）として使用されています。
そのような製品では、切削加工の前に、鍛造工程があります。
下記のような工程。
材料は支給：２００×２００×３０～５０の直方体の切断材
　　　↓
材料を１２００～１３００度の炉で加熱
　　　↓
指定された形状へ鍛造加工する。
（３０～５０角、長さ３００～５００の形状に鍛造加工する。）

当質問はこの鍛造工程で使用している鍛造機械についてです。
現在、１／４ｔエアーハンマーにて、自由鍛造を「人手」で行っています。
担当しているのはベテラン社員です。
所定の形状に鍛造加工するためには、かなりの職人技が必要の様です。
そのため、後継者としての若手作業者が必要なのですが。
熱い、うるさい、あぶないという典型的な３Ｋ職場故、なかなか若手が定着しなくて対応に苦慮しています。
よって、長期的な視点に立つと、「やり方」を変えないと当業務の継続は難しいと考えています。

そこで、考えているのが、鍛造機械の変更です。
従来まで使用していた、打撃によって鍛造する「エアーハンマー」ではなく、プレスによって鍛造する鍛造機械を使ってどうか？
これならば、現在よりも少しは安全・環境が改善されるのではないか？と考えています。製品の仕様にもよりますが、ある程度の「自動化」も可能にならないか？とも考えています。
このようなことを検討している背景には、実は、現在使用している、エアーハンマーメーカーが現存していない、という事実もあります。
かなり、昔に導入した設備らしく、現在の社員で、導入のいきさつを知っている人がいないのが現状（これ自体、かなり問題。）です。そのため、大きなトラブルが発生すると、お手上げで、この工程の生産は完全にストップというリスクをかなり昔から抱えたまま今日に至ってもいます。

以上のような状況です。
そこで、教えていただきたいのは、下記の4項目です。
１）「打撃」による鍛造と「ﾌﾟﾚｽ」による鍛造とで、本質的に違いがあるのでしょうか？最終形状が同じであったら、鍛造のプロセスの内容（打撃かプレスか）に関わらず、材料性質上も同一のモノが得られると考えてよろしいいのでしょうか？もし、根本的になにか大きな違いがあると、そもそも、鍛造機械の変更という考え方が成り立ちませんので。

２）現在、「現役」で鍛造機械としてエアーハンマーを扱っているメーカーがあれば教えていただきたく。
（扱う材料の大きさおよび鍛造最終形状は上記と同じです。）

３）さらに、プレスによる鍛造機械を検討する場合、どのようなメーカーがあるのか、教えていただきたく。
（扱う材料の大きさおよび鍛造最終形状は上記と同じです。）

４）塑性加工の方法に「圧延」という手段もあるとあると思います。「プレス」と同様に、この「圧延」という手段も、検討の価値があるのでしょうか？「圧延」は、「打撃による鍛造」「プレスによる鍛造」とは、全く別の塑性加工方法ということになるのでしょいうか？初歩的な質問と思いますが・・・。

鍛造という分野の知識に関して全くの素人なため、基本的な質問ばかりで恐縮です。
これから検討進める上での手がかりになる情報、きっかけ、でも結構です。ご教授いただけることあれば、どのような事でも。
よろしくお願いします。

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

１）「打撃」による鍛造と「ﾌﾟﾚｽ」による鍛造とで、本質的に違いがあるのでしょうか？

→力の加わり方や速度が違うので、違うだけは金属組織として幾らかの違いが出るのは間違いありません。
　またプレスの方が大きなパワーが使いやすい分、鍛造方案としての違いも金属組織に影響を与える可能性があるでしょう。

　結局、その違いがその対象製品として、許容出来るかどうかは、発注元に聞いてみるしかないかと思います。

４）塑性加工の方法に「圧延」という手段もあるとあると思います。「プレス」と同様に、この「圧延」という手段も、検討の価値があるのでしょうか？

→力の加わり方や速度が違うので、違うだけは金属組織として幾らかの違いが出るのは間違いありません。
　また、前述で懸念していた様に製造工程が規定されていた場合、許容されないとなる可能性も考えられます。
　何れにしても発注元に聞いてみるしかないかと思います。

お礼

プロセスにより金属組織としての違いがあるとのご見解ありがとうございます。用途確認の必要を理解できました。ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

何故、熱間鍛造が必要なのでしょう？

それを発注元に確認するべきですね。

航空機AMS規格などには、材料規格に製造工程が合わせて規定されているものが多く見られます。

鍛造して、荒加工して、熱処理を行って、製造工程も含めた規格に規定された試験試料を製造している可能性があります。

元の規格にForgingと書かれているとかあったりすると、鍛造することは変えられない可能性が高いです。

ただ、ここまで手間を掛けて信頼性を評価するのは、航空機、原子力、発電設備とか、かなり品質管理が重要な製品の試験片の加工である疑いがありますが、何の試験片か発注元から聞いていませんか？

本体製品の方は、もっと大型の鍛造設備（プレス鍛造？）で加工しているんでしょうから、試験片の鍛造がエアーハンマーであることに制限されることはないと思いますが、こういった分野は、一度決まった工程はそのまま継続、無断で変更は出来ないとやっているので、いずれにしても発注元に相談してはどうでしょうか？

もしかしたら大元の発注者まで遡る必要があるかと思いますが。

もし私が懸念しているものであるなら、そんな相談がここに出てくるのは怖い話です。

お礼

依頼元に確認をしてから、具体的なアクションを検討したいと思います。見解ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

鍛造の効果(加工硬化による硬度アップは引張試験で確認、靱性アップは衝撃試験)
が具体的に記載されていないので、簡単なアドバイスをします。

冷間鍛造(品)で検索しますと、機械で鍛造品ができる内容が確認できます。

その中に、貴殿が要望している物があればよいのですが。
又は、詳細確認してみて下さい。

お礼

アドバイスありがとうございます。
確認をしてみます。

回答No.1

noname#230359

機械探しの件、国内に無くとも海外には有るはずです。
　Air hammer Forging
で検索すれば、小型が多いように思えるがヒットします。またYouTubeにアップされた作業画像も多いです。

国内で鍛造プレスと云えばコマツでしょうか？　超大型機が多い

自由鍛造から型鍛造に変えれば、材料の流れかたは変化しますよね。
一般製品であってもそれが同等といえるかも疑問があるし、引張試験、衝撃試験の試験片として使うなら尚更です。焼鈍が入ったとしても完全犯罪は？
圧延なんてのが通用するなら、最初から切削してしまえるのでは？

当サイトの蓄積をみても＜鍛造（189件）＞には鋼鍛造のプロ回答は殆ど見当たらないようなので、素人見解をＵＰしました。

試験片としての扱いで、加工方法を変更するのが許されるか否か、検討の大前提でなので、依頼元に確認した方が良いです。

規格を調べてみたが、

　JIS Z2241 金属材料引張試験方法
　　試験の採取・作製は、それぞれの日本工業規格の材料規格によって行い、
　　試験片となる部分の材質に変化を生じるような変形又は加熱は避ける。

なので原則は×

　JIS G 0306　 鍛鋼品の製造，試験及び検査の通則
　　a）鍛鋼品と同一溶鋼の鋼塊、フレーム、ビレット又はスラブを用い、
　　鍛鋼品と同一種類の熱間加工を行うもの。
　　b）最大鍛錬成形比が、鍛錬品の最小鍛錬成形比以下。

これもほとんど×

依頼元にＪＩＳ規格番号を聞ければ?JIS検索?で検索するとサイトにたどり着け規格全文が読めます。それ以前に可否を知っているはず。

お礼

ご見解をいただきありがとうございました。ｱﾄﾞﾊﾞｲｽいただいたような切り口での調査方法もあることを知りましたので、自分でも調べてみます。ありがとうございました。