自由鍛造とは何ですか?

自由鍛造とは、簡易な万能工具を使用するか、鍛造装置の上下アンビル間に直接外力を加えてビレットを変形させ、必要な幾何学的形状と内部品質を得る鍛造加工方法を指します。自由鍛造法により製造された鍛造品を自由鍛造と呼びます。

自由鍛造は主に少量の鍛造品を生産し、ハンマーや油圧プレスなどの鍛造設備を使用してブランクを成形および加工し、品質の高い鍛造品を取得します。自由鍛造の基本的な工程には、据え込み、伸び、打ち抜き、切断、曲げ、ねじり、変位、鍛造が含まれます。自由鍛造は熱間鍛造法を採用しています。

自由鍛造工程には、基本工程、補助工程、仕上げ工程が含まれます。

自由鍛造の基本工程には、据え込み、伸び、打ち抜き、曲げ、切断、ねじり、変位、鍛造が含まれます。実際の生産では、据え込み加工、引き伸ばし加工、打ち抜き加工が最も一般的に行われます。

補助プロセス: ジョーのプレス、鋼インゴットのエッジのプレス、ショルダーの切断などの事前変形プロセス。

仕上げ工程：鍛造品の表面の凹凸を取り除き、整形するなど、鍛造品の表面欠陥を軽減する工程。

利点:

(1) 鍛造は柔軟性が高く、100kg未満の小型部品から300tまでの重量部品を製造できます。

(2) 使用する工具は簡単な汎用工具です。

(3) 鍛造成形は、異なる領域でビレットを徐々に変形させるため、同じ鍛造品を鍛造するのに必要な鍛造設備のトン数は模型鍛造に比べてはるかに少なくなります。

(4) 機器に対する要求精度が低い。

(5) 短い生産サイクル。

欠点と制限:

(1) 生産効率は模型鍛造に比べて著しく低い。

(2) 鍛造品は形状が単純で寸法精度が低く、表面が粗い。労働者は労働集約度が高く、高度な技術熟練度を必要とします。

(3) 機械化・自動化を実現することは容易ではない。

不適切な鍛造プロセスによって発生することが多い欠陥

不適切な鍛造プロセスによって引き起こされる欠陥には、通常次のようなものがあります。

大きな結晶粒: 大きな結晶粒は通常、高い初期鍛造温度と不十分な変形度、高い最終鍛造温度、または臨界変形領域に入る変形度によって発生します。アルミニウム合金の過度の変形により、テクスチャーが形成されます。高温合金の変形温度が低すぎる場合、混合変形組織の形成により結晶粒が粗大化する可能性もあります。粒子サイズが粗大であると、鍛造品の可塑性と靭性が低下し、疲労性能が大幅に低下します。

不均一な結晶粒度: 不均一な結晶粒度は、鍛造品の特定の部分には特に粗い結晶粒があり、他の部分にはより小さな結晶粒があるという事実を指します。不均一な粒子サイズの主な理由は、ビレットの不均一な変形により、さまざまな程度の粒子の断片化、臨界変形領域に入る局所領域の変形度、または高温合金の局所的な加工硬化が発生することです。急冷および加熱中の粒子の局所的な粗大化。耐熱鋼および高温合金は、不均一な粒径の影響を特に受けやすくなります。結晶粒度が不均一であると、鍛造品の耐久性と疲労性能が大幅に低下します。

冷間硬化現象：鍛造変形時、低温や急激な変形速度、また鍛造後の急激な冷却により、再結晶による軟化が変形による強化（硬化）に追いつかず、部分的に保持される場合があります。熱間鍛造後の鍛造内部の冷間変形組織。この組織の存在により、鍛造品の強度と硬度は向上しますが、可塑性と靭性は低下します。極度の冷間硬化は鍛造割れを引き起こす可能性があります。

亀裂: 鍛造亀裂は、通常、鍛造中の重大な引張応力、せん断応力、または追加の引張応力によって発生します。亀裂は通常、応力が最も高く、ビレットの厚さが最も薄い領域で発生します。ビレットの表面や内部に微小な亀裂が入ったり、ビレット内部に組織欠陥が存在したり、熱処理温度が適切でなく材料の塑性が低下したり、変形速度が速すぎたり、変形度が大きすぎて、材料の許容塑性指針を超えると、粗化、伸長、打ち抜き、拡張、曲げ、押し出しなどの加工時に亀裂が発生する可能性があります。