2021/02/02
鍛造は、金属素材をたたくことで成形し、靭性(じんせい、粘り強さ)などの強度を高める加工方法です。「赤く熱した鉄を、手にした金づちでたたく」といった「鍛冶屋(かじや)さん」のイメージが強いために、小さな道具作りを思い浮かべる人もいるかもしれません。しかし、現代の鍛造は機械力も利用し、数百トンクラスのものも製造します。また、素材の金属を熱するとも限りません。
鍛造を単に、「金属をたたいて必要な形にしている」と考えているならば、大きな間違いです。実は、金属としての性質まで変化させています。
一般的に金属は、高温で溶かした後に冷やして固めただけではもろく、強度も高くありません。この「できたての金属」を溶けない程度の高温にして繰り返したたくと、結晶の粒子が細かくなります。靭性は上がり、特に衝撃に対して強くなります。また、高温のときの伸びもよくなります。
金属部品ならば、「鍛造によってできたものは強度が高く、複雑な形への再加工にも耐えられる」と覚えておけばいいでしょう。
「数百トンクラスのものも製造」するというのは、大型船のクランクシャフトの話です。「クランクシャフト」とは、エンジン内のピストンの往復運動を回転力に変える軸のことをいいます。
自動車ならばクランクシャフトやギア類、鉄道車両でもクランクシャフト・モーター主軸シャフト・歯車、航空機ならばジェットエンジン内の回転部品などが鍛造での製品です。工具類ならば、ペンチやスパナなどがあります。いずれも、ほかの部品類よりももう一段上の強度が必要なものと考えればいいでしょう。
フォーク・ナイフといった家庭用品や、指輪などのアクセサリー類の中にも鍛造のものがあります。もちろん、日本刀も忘れるわけにはきません。切れ味の鋭さも、「素材の鉄が金属としての性質まで変化したため」と考えていいでしょう。
鍛造は、現代の工業生産には欠かせません。様々に工夫され、種類も意外にたくさんあります。以下は分類方法の一例です。
鍛造とよく比較されるのが鋳造(鋳物)です。もちろん、鍛造ならば鍛造、鋳造ならば鋳造にもそれぞれ種類があり、特徴も異なります。ただ、全体的には次のような違いがあります。
鍛造 | 鋳造 | |
加工方法 |
素材を繰り返し叩くことで成形する (型を使う場合と使わない場合がある) |
素材を高温で溶かし、型に流し込む |
製品の強度 | 高い | 低い |
大量生産 |
自由鍛造は向かない。 型鍛造はやや向いている |
向いている |
多品種少量生産 | 向いている | 向かない(ただし、砂型鋳造なら向いている) |
複雑な形状 | 難しい | 容易 |
コスト | 高い | 安い |
中には、鍛造によるものと鋳造によるものの両方が身近なところで出回っている製品もあります。自動車タイヤのホイールや指輪はその典型でしょう。どちらの場合も、値段が安い・デザイン(形状)が豊富・厚ぼったくて重いといった場合はかなりの確率で鋳造、その逆ならば鍛造です。
鍛造といっても、様々な種類があります。また、加工する金属も鉄、アルミ合金、ステンレスなど挙げていけば切りがありません。サイズも、大は数百トンから小はクギ程度のものまであります。加えて、自由鍛造ならば完全に職人技の世界です。特大製品だったり、溶湯鍛造のように複雑な加工が必要になったりするのならば、それに合った装置がなくては作れません。
鍛造の部品は、製品全体の中でキーになるような重要で強度の必要なものが少なくありません。クランクシャフトはその典型でしょう。失敗が許されない度合いは、ほかの方法で作る部品よりも高いのではないでしょうか。もし、鍛造の製品を発注するのならば、ピンポイントで自社の望む製品が作れる業者を選ぶ必要があります。
キーワード