どちらのルートも、加熱したビレットから始まり、切断された繊維ではなく鍛流線を持つ部品で終わる。違いは鋼を成形するもの、すなわち部品に合わせて彫られた金型キャビティか、オペレーターとマニピュレーターによって操作される一対の平金型かである。この一つの違いが、金型費、公差、機械加工に残す取り代、そしてどの数量なら合理的かを決める。
本ページは工程の説明ではなく、判断の話である。型鍛造の工程自体が必要な場合は、型鍛造のページで扱っており、鍛造 vs 鋳造のページでは買い手が同時に行うことの多いもう一つの比較を扱っている。ここでの問いはより狭い。この図面をどちらの鍛造ルートに送るかである。
2つのルートを並べて比較
表は簡略版である。実際の判断は、その後の3つの質問で行う。
| オープンダイ鍛造 | 型鍛造 | |
|---|---|---|
| 金型 | 平金型、V 金型、スウェージ金型。部品専用の金型は不要 | 部品ごとに1組の金型セット。形状に合わせて設計・製作 |
| 形状 | 単純なソリッド。ブロック、円盤、シャフト、スリーブ。形状は逐次パスで積み上げる | 完成輪郭。多方向プレスの深いキャビティを含む |
| 鍛造ままの代表公差 | 緩い。部品は全面を機械加工する | 長さと幅 150 mm までで約 ±0.8 mm、サイズとともに拡大。パーティングラインを挟む厚さは概ね +1.5 / −0.5 mm |
| 機械加工取り代 | 大きい。特にサイズが大きくなるほど | 小さい。ニアネット設計でさらに低減できる |
| 合理的な数量 | 一品物と小ロット | 金型を償却した後、数百個から |
| サイズ | 非常に大きな部品。型鍛造範囲を超えるもの | Longrui では 5–520 kg。800 kg は部品レビューにより対応 |
| 新規部品のリードタイム | 金型のリードタイムなし | 金型の設計・製作で最初の部品まで数週間追加 |
| コストを左右するもの | 機械時間、切削量、大断面の熱処理 | ロットに配分された金型費、材料費、プレス時間 |
| 代表的用途 | 重量シャフト、ブロック、リング、一品物の大型機器部品 | バルブボディとカバー、歯車ブランク、フランジ、油圧部品 |
質問1:何個発注しますか?
この問いがほとんどのケースを決める。判断ではなく算術である。損益分岐点は、金型費を型鍛造品が1個あたりで節約する額で割ったものである。
1個あたり2つが節約される。機械加工では、型鍛造品は完成輪郭に近い状態で仕上がるため切削量が少ない。材料では、オープンダイ鍛造品は全面を機械加工するため、ビレットはすべての面に取り代を持つ必要がある。
答えは多くの買い手の予想と逆になる。金型は1つの部品のために設計・製作され、その費用は部品重量とプレスクラスとともに上がるが、1個あたりの節約額ほど速くは上がらない。重い部品ほど、1個ごとにはるかに多くの鋼と機械時間を返すからである。したがって、ボリュームが必要なのは小さな部品のほうである。5–30 kg の部品は金型が元を取るまでに1,000個近くかかり、150 kg を超える部品は数百個で回収する。だから当社は金型を単価に埋め込まず別項目として見積もり、合意した数量に達した時点で返還する。お客様が最初の注文で損益分岐点を負担しないためである。
質問2:形状はどうか、抜き勾配は必要か?
型鍛造部品では、金型の移動方向に平行なすべての面に、部品を突き出せるよう抜き勾配が必要であり、内角には金型が割れないよう丸みが必要である。アンダーカットは2分割の金型ではそもそも成形できない。形状がキャビティ内でロックしてしまう。2軸にボアを持つバルブボディのように、複数方向から成形する必要がある場合は、金型の問題ではなくプレスの能力の問題である。当社のプレスは多方向であり、そのためバルブボディやカバーを部品からの溶接組み立てではなく、単一の鍛造品として成形できる。
オープンダイは逆のトレードオフである。単純なソリッドを逐次加工し、複雑な形状は後工程の機械加工で作る。形状が基本的にブロック、円盤、シャフト、スリーブで、完成部品が旋削とボーリング中心の場合に効率的である。完成部品がキャビティの場合には無駄が多い。キャビティは成形ではなく、中実の鋼から削り出す必要があるからである。
もう一つの幾何的な要素がここに属する。鍛造比である。シャフトや大断面のオープンダイ加工では、仕様が起点ビレットからの最小圧下比を要求することが多く、典型的には 3:1 で、断面の中心部まで加工されていることを確実にするためである。型鍛造は金型キャビティを通じて変形を得るため、要求は比ではなく特性要求として書かれるのが通例である。
質問3:どのくらいの大きさか?
重量とサイズは、コストの議論の前に片方のルートを除外することが多い。当社の型鍛造範囲は 5 kg から 520 kg である。6,000 T プレスが 150–520 kg、3,000 T が 30–150 kg、2,000 T が 5–30 kg を担当し、設備は部品構造のレビューを条件に 800 kg まで対応できる。最大機械加工範囲は Ø600 × 1000 mm である。
その範囲を超える部品はオープンダイに回る。当社の場合、ここではなくグループ内の別工場が供給するため、1つの引き合いで両方のルートをカバーでき、答えは断りではなく比較として返る。大きくて繰り返し発注される部品は興味深い中間領域である。重量のある部品でも年間数量が多ければ型鍛造範囲に再設計できることがあり、その話は図面を確定する前にしておく価値がある。
検査で現れる違い
型鍛造品はヒートロットで追跡でき、完成形状に近い状態で検査するため、NDT はサービスの稼働中に残る面をカバーし、寸法報告書も短い。オープンダイ品ははるかに大きな断面から始まる。超音波探傷はご注文で規定される規格と合格基準に従い、鍛造比は記録され、寸法報告書はすべての面に取り代を持つ粗形状に対して書かれる。
そのことが、引き合いで何を求めるかを変える。型鍛造品ではヒートロット、完成輪郭上の NDT カバレッジ、プロダクト分析を求める。オープンダイ品では圧下比、UT 規格、試験片の採取位置を求める。大断面の中心部の特性が重要であり、それは表面の特性と同じではないからである。
両方の見積もりを求めるべき場合
線上に位置する引き合いもあり、両方で見積もる価値がある。
- 年間数量が数百個で、金型の損益分岐点に近く、数パーセントの差で決まる場合。
- 部品重量が 500 kg 近く、型鍛造ルートは可能だがプレスの選定が自明でない場合。
- 形状が単純で数量が多く、型鍛造形状への再設計で機械加工の大部分を削減できる可能性がある場合。
- 図面がまだ確定していない場合。型鍛造の選択肢が設計を変えることがあり、それは図面リリース後に聞くより前に聞くほうが安い。
当社の体制
Longrui は型鍛造を行っている。6,000 T、3,000 T、2,000 T の多方向プレス3台、5 kg から 520 kg の部品、年間 15,000 トン、金型は社内で設計・製作し、金型特許を5件取得している。当社の API Spec 20C ライセンスと NORSOK M-650 認定が対象とするのも型鍛造であり、そのため石油・ガスのバルブボディとカバーが出荷の大半を占める。
オープンダイ鍛造はグループ内の別工場が供給する。図面と年間数量をお送りいただければ、各仕様が示すルート、必要な金型、両者の価格差を添えて回答する。
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よくある質問
型鍛造は1個あたり常に高くつきますか?
いいえ。金型は一度きりのコストであり、部品自体は通常より安い。材料が少なく、機械加工が少なく、完成部品のサイクルが短い。十分な個数に金型費が配分されれば安いルートになり、大型プレスでは数百個から、小型では1,000個近くからである。
オープンダイ鍛造で型鍛造と同じ公差は出せますか?
鍛造ままでは出せない。オープンダイ加工はすべての面に取り代を持つ粗形状であり、公差は機械加工で達成する。型鍛造品は最終形状に近く、長さと幅 150 mm までで鍛造ままの公差は約 ±0.8 mm、部品が大きくなるにつれて広がる。
型鍛造部品のプレスは何で決まりますか?
部品重量、投影面積、そして形状のどの程度を複数方向から成形する必要があるかである。6,000 T プレスが 150–520 kg、3,000 T が 30–150 kg、2,000 T が 5–30 kg をカバーする。
オープンダイ鍛造も行っていますか?
この工場では行っていない。当社のプレス、金型、認証が対象とするのは型鍛造である。オープンダイ鍛造はグループ内の別工場が供給するため、1つの引き合いで両方のルートをカバーできる。
発行: Zhejiang Longrui Forging Co., Ltd.
技術的な参考情報です。適用する仕様と検査要件は、注文ごとに合意する必要があります。 本ノートに関するお問い合わせ:sales@longruiforging.com