熱間自由鍛造、鍛造荒地加工及びローリング鍛造マニュアル

ものづくり基盤技術・技能教本マニュアル

熱間自由鍛造、鍛造荒地加工及びローリング鍛造マニュアル　(PDFファイル)
はじめに
第１章　自由鍛造加工の概要	1
１．自由鍛造の現状と問題点	3
２．自由鍛造の目的	3
2.1 塑性加工と鍛造加工	3
2.2 自由鍛造加工の特徴	3
2.3 自由鍛造工程の構成	5
2.4 自由鍛造における材料変形の特徴	5
2.4.1 材料の軸方向伸びと幅方向広がり	5
2.4.2 金型に作用する面圧	6
2.4.3 材料横断面中心の静水圧応力	6
2.4.4 横断面内での歪み分布	6
2.4.5 軸方向応力	7
2.5 自由鍛造加工時の材料組織変化概論	7
2.5.1 動的再結晶	8
2.5.2 静的再結晶	8
３．自由鍛造技術の動向	9
3.1 多面自由鍛造法	9
3.2 高速鍛造法	9
3.3 材料技術との融合	10
3.4 CAE 化	11
第２章自由鍛造設備	12
１．自由鍛造設備の概要	12
1.1 切断	12
1.2 加熱設備	12
1.3 鍛造設備	13
1.4 搬送設備	16
２．切断設備	17
2.1 主な切断方法とその特徴	17
2.2 鋸切断方法	17
2.2.1 丸鋸盤	17
2.2.2 帯鋸盤	18
2.3 ガス切断	19
３．加熱設備	21
3.1 概要	21
3.2 鍛造加熱炉に要求される性能	21
3.3 熱間鍛造用加熱炉の種類	21
3.4 加熱設備の動向	23
４．鍛造設備	24
4.1 自由鍛造ハンマ	24
4.1.1 自由鍛造用ハンマ	24
4.1.2 ハンマ鍛造設備の技術動向	24
4.2 自由鍛造プレス	25
4.2.1 鍛造プレス	25
4.2.2 鍛造マニプレータ	28
4.2.3 プレス鍛造設備の技術動向	29
4.3 付帯装置	31
4.4 回転鍛造機	33
4.4.1 揺動鍛造機	33
4.4.2 リングローリングミル	34
4.4.3 フォージングロール	34
4.4.4 クロスローリングマシン	35
4.5 リングローリングミル	37
4.5.1 リングローリングミルの構造	37
4.5.2 リングローリングミルの仕様	39
4.5.3 コンピュータ制御の自動圧延	39
4.6 段取り・設備の自動化	44
4.6.1 ハンマ作業	44
4.6.2 プレス作業	45
５．熱処理設備	45
5.1 焼入れ焼戻し設備	45
5.1.1 焼入れ焼戻しの概要	45
5.1.2 焼入れ焼戻し設備の種類と機能	45
5.2 焼きならし（焼準）設備	46
5.2.1 焼きならし処理の概要	46
5.2.2 焼きならし設備	46
5.3 焼きなまし（焼鈍）設備	47
5.3.1 焼きなまし処理の概要	47
5.3.2 焼きなまし設備	47
5.4 設備の保全管理	47
5.4.1 設備保全システムの流れ	47
5.4.2 保守点検の具体例	48
６．仕上・検査設備	50
6.1 ショットブラスト装置（JIS B 6614）	50
6.2 非破壊検査	50
6.2.1 浸透探傷試験用装置（JIS Z 2343）	51
6.2.2 磁粉探傷試験用装置（JIS G 0565）	51
6.2.3 超音波探傷試験用装置（JIS Z 2344）	51
6.3 硬度検査	51
6.3.1 ブリネル硬さ（JIS Z 2243）	51
6.3.2 ビッカース硬さ（JIS Z 2244）	52
6.3.3 ロックウェル硬さ（JIS Z 2245）	52
6.3.4 ショア硬さ（JIS Z 2246）	52
6.4 材料試験	52
6.4.1 引張試験（JIS B 7721）	52
6.4.2 衝撃試験（JIS B 7722, JIS B 7723）	52
6.4.3 疲れ試験（JIS Z 2274, JIS Z 2275）	53
第３章　材料の種類	55
１．鋼塊（インゴッ	55
1.1 自由鍛造用鋼塊	55
1.2 溶解・精錬法の種類	55
1.2.1 普通溶解法	55
1.2.2 特殊溶解法	55
1.3 造塊法の種類	56
1.3.1 普通造塊法	56
1.3.2 真空造塊法	56
1.3.3 連続鋳造法	56
1.4 普通造塊材の性状および欠陥	56
1.4.1 マクロ組織	56
1.4.2 偏析	57
1.4.3 内部欠陥と表面欠陥	58
1.5 連続鋳造材の性状および欠陥	58
1.5.1 マクロ組織	58
1.5.2 偏析	58
1.5.3 内部欠陥と表面欠陥	58
２．ブルーム、ビレット、連鋳材	59
2.1 各材料の特徴	59
2.1.1 ブルーム	59
2.1.2 ビレット	59
2.1.3 連鋳材	60
３．鋼、アルミニウム、ステンレス、チタン合金	60
3.1 鋼	60
3.2 アルミニウム	62
3.3 ステンレス鋼	63
3.4 チタン合金	65
４．各種規格材料	66
4.1 炭素鋼に関するＪＩＳの規定	66
4.2 合金鋼に関するＪＩＳの規定	68
4.3 ステンレス鋼に関するＪＩＳの規定	72
4.4 ＪＩＳに規定された耐食、耐熱超合金	75
4.5 外国規格	76
第４章　自由鍛造加工の実際	77
１．自由鍛造工法	77
1.1 基本的鍛造法	77
1.1.1 実体鍛造	77
1.1.2 据込鍛造	80
1.1.3 展伸鍛造	85
1.1.4 中空鍛造	85
1.1.5 穴広げ鍛造	86
1.2 補助的鍛造法	87
1.2.1 曲げ	88
1.2.2 ねじり	89
1.2.3 穴あけ	89
1.2.4 絞り、口絞り	91
1.2.5 しごき	91
1.2.6 背切	93
1.2.7 ずらし	93
1.2.8 切断	93
1.3 型入れ鍛造	94
1.4 鍛造加工の基礎	96
1.4.1 鍛造加工の歪と応力と変形	96
1.5 鍛錬成形比	97
1.5.1 鍛錬成形比の表し方	97
1.5.2 鍛錬成形比の意味とトータルの鍛錬成形比の計算のしかた	99
２．リングローリング鍛造	102
2.1 リングローリング鍛造とは	102
2.2 リングローリング鍛造の歴史	102
2.3 リングローリングミル鍛造工程	103
2.4 実際のローリングパターン	104
2.5 これからの課題	105
３．自由鍛造作業各論	107
3.1 材料切断	107
3.1.1 目的	107
3.1.2 切断方法と特徴	107
3.1.3 切断作業が及ぼす影響	107
3.2 加熱	109
3.2.1 加熱と加熱時間に関する考え方	109
3.2.2 燃焼加熱	111
3.2.3 熱効率の向上	118
3.3 鍛造	123
3.3.1 ハンマとマニプレータによる鍛造	123
3.3.2 プレスとマニプレータによる鍛造	124
3.3.3 鋼の鍛造	126
3.3.4 ステンレス鋼の鍛造	127
3.4 熱処理	129
3.4.1 焼入れ、焼戻し	129
3.4.2 焼ならし（焼準）	133
3.4.3 焼なまし（焼鈍	134
3.5 仕上・検査	136
3.5.1 表面処理	136
3.5.2 寸法検査	138
3.5.3 材料検査	139
3.6 自由鍛造品に現れる欠陥事例	145
第５章　欠陥事例	148
砂きず	148
バーニング	149
ザク疵	150
第６章自由鍛造の製造工程事例取りまとめ	151

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