Cold Forging & Precision Products - Chikuma Seimitsu Kogyo 千曲精密工業株式会社
冷間鍛造・精密切削−千曲精密工業
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冷間鍛造とは


What is the Cold Forging?

冷間鍛造とは


冷間鍛造の歴史

紀元前4000年エジプト、メソポタミアで銅器が造られた。日本の縄文時代前期である。鍛造の歴史は刀や農機具を鍛冶屋が作ったもので大変古いわけです。
1935年ドイツで開発されたリン酸亜鉛皮膜処理(ボンディング加工)により冷間鍛造が可能になった。
1960年代  冷間鍛造技術はドイツ、アメリカより輸入された。
冷間鍛造は1960年代 自動車生産が増え、マイプレスが開発され、ネジメーカにより発展した。冷間鍛造の上板塑性株式会社では1964年(昭和39年)コマツ製マイプレス160トンが導入された。
1972年 千曲精密工業は冷間鍛造機を導入しました。
1976 年ウィルソン社が軟鉄鍛造キャビティバックアイアンを発売、業界に衝撃を与えた。
1977年 ニップ工業株式会社は冷間鍛造用潤滑処理装置・ロータリードラム方式の装置を開発しました、1988年9月特許を取得しました。
1986年 千曲精密工業はニップ工業(株)より潤滑処理装置を導入し、冷間鍛造生産は本格的に稼動しました。
 

冷間鍛造とは

冷間鍛造とは、非鉄金属・ステンレス鋼・合金鋼・炭素鋼などの金属材料を常温で、金型を用いて圧縮成型します。これが冷間鍛造(cold forging)です。
これに対して、熱間鍛造は(hot forging )、1000℃から1250℃の高温で成型します。
温間鍛造は(warm forging)、300℃から850℃の中温で成型します。
 

冷間鍛造に使われる鋼材

1960年代は、冷間鍛造には低炭素綱が割れを防ぐために使われた、今日、冷間鍛造には強度がより高く、焼入れ温度処理により強化できるような炭素含有量が多い炭素鋼や合金鋼が使われるようになった。
 

冷間鍛造中の温度変化

冷間鍛造中、材料に塑性変形を加えると、変形のエネルギーが熱に変化し、鍛造品や金型に温度上昇が見られる。
 
  冷間鍛造」は曲げ、Cold Drawing、ヘッディング、押し出し、パンチ、Thread rolling などの多くのプロセスを包含します。
冷間鍛造」はさらに種々の形状の部品を作ります。これらの部品はコンビネーションと同様に様々な軸状のコンポーネント、幾何学のカップタイプ、軸と軸を備えたくぼんだ部分、多くの種類の反転、曲がっている配置などを含んでいます。
 

鍛造とエネルギー

鍛造では材料にエネルギーを加えれば加えるほど大きく変形し金型に密着する。もう一方、機械と金型は材料の反力と熱を受けてたわみ、時には損傷する。
 

冷間鍛造の具体的な特徴

冷間鍛造の具体的な特徴は、精度の高い金型によるプレスにより完成度の高い寸法を切削レスで部品を製造することです。
 

冷間鍛造によるコストダウン

冷間鍛造加工は、切削レスで無駄な部分をなくし、材料費を節約しコストダウンに寄与します。これは省資源にも環境に優しい工場づくりにも貢献します。

冷間鍛造加工と二次加工を加え、総合的なコストダウンを狙う事が可能です。また複合機能の部品を作ることができます。
 

「冷間鍛造工」 片岡 宏巳氏

卓越した冷間鍛造技能で独自の加工技術マイクロフォージング(超精密塑性加工技術)の開発を世界に先駆けて成功した。2005年日本の現代の名工に選ばれた。
 

鍛造製品の高い目標

高精度ヘリカルギアである、それは鍛造において製品精度を高くするだけでなく、熱処理、後加工などの精度を高める事である。このためには、熱処理において変形の少ない材料、熱処理ひずみの予測技術も求められる。
 

世界トップレベルの日本の冷間鍛造

日本の冷間鍛造技術は、世界のトップレベルにあるといわれる。その理由の一つに冷間鍛造用鋼材がある。普通鋼(S45C)、クロムモリブデン鋼(SCM)、クロム鋼(SCr)など、世界的特殊鋼メーカー大同特殊鋼、愛知製鋼、山陽特殊鋼、住友金属小倉などが支えている。
 

冷間鍛造と金型技術

金型には、プレス、プラスチック、ダイカスト、冷間鍛造など多くの種類があります。
良い金型を製作する技術が、部品の完成度、耐久性など良い冷間鍛造を支えるといわれている。冷間鍛造メーカーでは、独自に金型製作技術者の育成に努力している。
日本の金型技術のレベルは高いと言われておりますが、中国のレベルも急速に上がっております。その結果、中国からの自動車部品の輸出は急速に伸びております。
 
 
中国の自動車部品の輸出は急速に伸びている。昨年は60億ドルを超えた。
 

冷間鍛造の将来

自動車部品業界は日本市場向けの成長が鈍化しています。海外向けは大きく伸びております。それは、自動車メーカーの世界各国での生産をみるとわかります。日本の冷間鍛造メーカーは海外向けを重視しなければならない。日本の冷間鍛造メーカーは近い将来中国の冷間鍛造メーカーと競合することになるでしょう。
 
 
2004年の世界の自動車生産数は前年比5.5%伸び6,300万台を超えた。1998年の5,290万台から約1,000万台増えた。中でもBRICSと呼ばれるブラジル、ロシア、インド、中国の新興国は17%伸びた。
 

冷間鍛造設備メーカー

冷間鍛造設備メーカーは、歴史のあるコマツ産機株式会社(1921年設立)、アイダエンジニアリング株式会社(1917年設立)が挙げられる。
 

冷間鍛造設備の種類

冷間鍛造設備には大きく分けて縦型プレスと横型プレスに分けられる。
鍛造の多くに使われるのが縦型である、高速大量生産には横型が使われる。
 

冷間鍛造設備のキャパシティー

冷間鍛造設備のキャパシティーは、コマツ産機株式会社製で例をあげると、ファインフォージングシステムとして、160ton, 250ton, 400ton, 630ton, 800ton, 1000ton がある。
また、トランスファネットシェイプとして、250ton, 630ton, 800ton, 1250ton, 2000tonがある。
 

冷間鍛造の研究

冷間鍛造発祥地の一つといわれるドイツではシュツットガルト大学の冷間鍛造の研究は知られている。大学では、研究、教育、業界への提案など行われる。冷間鍛造技術の研究は、アレキサンダー・フェルデ工学博士が担っている。シュツットガルトは、ポルシェ、フォルクスワーゲン、アウディ、メルセデスベンツなど自動車産業のメッカである。
 

芸術品としての冷間鍛造

超高級なゴルフクラブヘッドのフェース(チタン)に冷間鍛造品が使われている。
プロレーサーが乗る自転車に冷間鍛造ダブルバッテドスポーク(アルミEaston製)が使われている。
釣具ではリールに超々ジュラルミン冷間鍛造のマスターギア (シマノ)が使われている。
冷間鍛造の用途は、芸術品とも言える高価な製品に使われるようになり用途が更に広くなるでしょう。
   

自動車産業の繁栄

1886年メルセデス・ベンツは、カール・ベンツ氏、ゴットリーブ・ダイムラー氏により創業(発明)されました。今年120周年を迎える。
1903年 フォード自動車は、ヘンリー・フォード氏により創業されました。
1937年(昭和12年)トヨタ自動車は、豊田喜一郎氏により創業されました。
今日の自動車産業の繁栄とともに、冷間鍛造業界は発展しています。
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