鍛造と鋳造の違いは?製造工程の比較

鍛造とは?鋳造とは?その違いとは何か?「鋳造」と「鍛造」はどちらも金属を成型する加工方法を指しますが、明確な違いを知らないという方も多いようです。この記事では金属製品の加工で用いられる「鋳造」と「鍛造」の違いやメリットなどについて解説します。

鍛造と鋳造の違いは?製造工程の比較のイメージ

目次

  1. 1鍛造と鋳造の違い
  2. 2鍛造とは
  3. 3鋳造とは
  4. 4まとめ

鍛造と鋳造の違い

鍛造と鋳造の違い

どちらも金属を成型する加工法です。

鍛造(たんぞう)とは、金属を叩いて成型する加工法で、鋳造(ちゅうぞう)とは、溶かして液体にした金属を、型に流し込んで成型する加工法のことをいいます。

鍛造と鋳造の違いは製造工程

鍛造と鋳造は、加工の方法が基本的に違うことを説明しました。
では、鋳造と鍛造についてくわしく解説していきます。
 

鍛造とは

鍛造とは

鍛造は元となる金属の材料を叩いて、製品の形に近づける方法です。鍛造では叩くほど金属内部の隙間がつぶれて結晶が微細化され、金属の結晶の方向が整います。金属の結晶が整うことで、強い製品ができるという仕組みです。

また、金型を使って金属を圧縮して製品を製造するという方法もあります。大量に生産する場合は金型を使った鍛造が行われます。

鍛造の製造過程

鍛造には「熱間鍛造」と「冷間鍛造」の製造方法があります。

「熱間鍛造」は、金属を加熱して柔らかくなった状態で加工を行います。柔らかくなっているので、自由自在に製品を製造することができます。また、柔らかくなった状態で何度も叩くことで、金属の結晶の方向が整い、ムラがなく均質に仕上げることができます。

「冷間鍛造」は、常温に近い温度の金属の加工を行います。金属の表面がきれいに仕上がり、精度を高めることができるという特徴があります。常温に近い状態の金属は硬いので加工もしづらく、あまり叩きすぎると製品が割れてしまう可能性があります。

鍛造メリットやコスト

鍛造では、これまでに説明したように叩くことで金属内部の結晶が整うため、強度の優れた製品を製造できるというメリットがあります。ハンマーなどを使った人の手による鍛造では、製品の細部の構造なども設計通りに製造することができます。

また、金型で圧縮する方法で鍛造を行えば、強度の強い製品の大量生産ができますのでコストダウンが図れます。

鍛造の応用力

鍛造では金属内部の結晶が整うので反復曲げ力に強く、応力が残らないことも特徴のひとつです。
 

鋳造とは

鋳造とは

鋳造は熱で溶かした高い温度の金属を、金型に流し込んで製品を製造する方法です。
溶かした金属は冷やすことで固まり、金型通りの製品を短時間で製造できるという特徴があります。
 

鋳造の製造過程

鋳造とは、鉄やアルミ合金・銅・真鍮などの金属を融点よりも高い温度で熱して液体にし、型に流し込み、冷やして目的の形状に固める加工方法のことです。

鋳造に使用する型のことを鋳型(いがた)といい、鋳造でできた製品のことを鋳物(いもの)といいます。英語でいうcastingは鋳造と鋳物の両方を意味します。
 

鋳造のメリットやコスト

鋳造のメリットは、これまでに説明したように、溶かした金属を型に流し込んで冷やすことで製品を製造します。この方法では型を作れば複雑なデザインの製品や、小さな製品でも簡単に作ることができるようになるというメリットがあります。

一度作った型は長期間使用可能で、比較的短い時間で成型できるので、同じ形状の製品を大量に作ることができます。ひとつの型で複数の製品を加工するように型を工夫すれば、大量生産が可能で、コストメリットも期待できます。
 

鋳造の応用力

鋳造では、製造過程で内部に気泡ができてしまう場合があります。型に溶かした金属を注ぎ込む「湯口」(ゆぐち)や、型の内部にあった空気や水蒸気などを型の外に逃がす「ガス抜き穴」などを十分検討する必要があります。

鋳造では、細い部分や薄い部分は早く冷えて固まります。同じ場所でも外側から冷えていきますので、内側と外側には温度差があり、後から固まる内側は冷えて縮もうとしますが、外側はすでに固まっていますので引っ張られる事になります。

このように型の内部では、固まった鋳物の外側には縮もうとする力が働き、内側には引っ張ろうとする圧力が残る事になります。これらが強度を下げる原因となりますので、厚くするなどして強度を上げる対策が必要です。

まとめ

まとめ

  • 金属を成型する加工法には鍛造と鋳造がある。
  • 鍛造は金属の材料を叩いて、製品の形に近づける方法です。
  • 鍛造には「熱間鍛造」と「冷間鍛造」のふたつの製造方法があります。
  • 鍛造では、叩くことで金属内部の結晶が整い、強度の優れた製品を製造できます。
  • 鍛造では、反復曲げ応力に強く、応力が残らない。
  • 鋳造は熱で溶かした高い温度の金属を、金型に流し込んで製品を製造する方法です。
  • 鋳造では、型を使い同じ形状の製品を大量に作ることができます。
  • 鋳造では、製造過程で内部に気泡ができてしまう場合があります。

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