鍛造の基礎知識|鍛造の意味

2012年11月12日更新

鉄や金属材料を加工する方法は多様なものがあり、鍛造(たんぞう)法も、プレス加工や鋳造法などのように金属を加工して品物をつくる方法の一つです。

鍛造の基本原理は、金属材料を炉の中で赤熱して、やわらかくなったところをハンマーや槌で叩いて、いろいろな形に仕上げていくというもので(熱間鍛造)、このような手法で作られたものを鍛造品と呼びます(熱をかけずに常温で行うものは冷間鍛造といいます)。

いわゆる昔の鍛冶をイメージするとよいかもしれません。赤く熱した鉄を、冷めないうちに何度も槌で叩いて形をつくっていくという動作が「鍛造」の本質的な姿です。

金属材料を加熱するやわらかくなりますが、昔から鉄は熱いうちに打てといわれてきました。このように金属材料が弾性を失って粘さがまし、延性や展性が増加した状態を「塑性(そせい)」のある状態と呼びます。平たく言えば、変形可能な状態にあることです。この状態にあるものに衝撃を加えて、身の詰まった状態にしていくのが鍛造加工です。

言い方を変えると、まずは「金属を塑性のある状態」にしてからプレスやハンマーで大きな力を加えて、元に戻らない変形である「永久変形」をさせて、所要の形に成形させる加工ともいえます。

このとき、粗い状態になっている材料内部の組織である結晶粒子を微細化させ、その結合を密着させることになるので、材料の粘り強さが増加していきます(このような目的で行う鍛造のことは鍛錬と呼ぶことがあります)。

鍛造品はハンマーで打って鍛えられていくので、材料の性質が改善されて強靭な製品が得られる点に特徴があります。ただ、鍛造のままだと表面がまだ粗く、寸法も不正確なため、さらにここから機械によって加工して精密な寸法に仕上げることで製品となります。

昨今では機械の部品の中でも大形で強靭なものが要求されることがあり、こうしたものは機械ハンマーによって鍛造されています。

鍛造作業は上述の、叩いて鍛えるという側面のほか、刀鍛冶が熱したり冷ましたりする作業を繰り返すように、材料の加熱、冷却を繰り返して必要な硬さや粘り強さを与える焼入れ、焼き戻し、などの熱処理という側面も伴います。叩いて鍛えるだけでなく、この熱処理をどういう具合に行うかが、鉄の組織の性質を決定付けるため、とても重要になります。いわば、金属の機械的性質を改善するのは、熱処理ともいえるからです。この熱処理は金属を扱う上では切っても切れない工程になりますので、加工に用いる材料にどのような熱処理が施されているのか、という点もあわせて考える癖をつけるとよいと思います。

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