鍛造加工の常見問題解決：鍛造後変形、表面酸化、内部ポロシティの処理戦略

鍛造加工の常見問題解決：鍛造後変形、表面酸化、内部ポロシティの処理戦略

鍛造加工において、鍛造後の変形、表面酸化、内部ポロシティ（空隙）は製品廃棄に至ることが多い。これらの問題の発生原因に基づいて科学的な処理戦略を策定するとともに、予防措置を強化して品質リスクを低減する必要がある。

鍛造後の変形は、主に冷却ムラや応力開放によって引き起こされる。処理する際には、まず変形の種類を分析する必要がある：曲がり変形の場合は「加熱矯正法」を採用できる。鍛造品を再結晶温度（炭素鋼は 800～850℃、合金鋼は 850～900℃）まで加熱し、専用工具でゆっくりと圧力を加えて矯正し、冷却時に断熱綿で覆い、温度差が過大になることによる二次変形を回避する。寸法収縮変形の場合は、材料の収縮率（ステンレス鋼は 2.5～3%、炭素鋼は 1.5～2%）に基づいて加工代を追加する。変形量が公差を超えた場合は、CNC フライス盤によってキー寸法を修正できる。変形を予防するためには、段階的冷却（先に空冷で 600℃まで降温し、その後徐冷で室温まで冷却）を採用して冷却プロセスを最適化し、鍛造後に速やかに応力除去焼鈍を実施する。

表面酸化は、加熱中に金属が空気と接触することで発生し、精度に影響を及ぼす酸化スケールが形成される。軽度の酸化（酸化スケールの厚さ＜0.5mm）の場合は、サンドブラスト処理で除去できる ——80～120 メッシュの石英砂を選択し、圧力を 0.4～0.6MPa に制御し、鍛造品表面の損傷を避ける。重度の酸化（厚さ＞1mm）の場合は、まず酸洗処理（塩酸濃度 15～20%、温度 40～50℃）が必要で、その後清水ですすぎ、不動態化処理を行う。予防措置としては、加熱炉内に不活性ガス（窒素など）を導入して空気を遮断するか、鍛造品表面に高温酸化防止コーティングを塗布し、酸化反応を低減する。

内部ポロシティは、主に鍛造圧力不足や補給不良によって引き起こされ、機械的特性を低下させる。軽度のポロシティは「等温鍛造」による二次加工で対処できる —— 一定温度（炭素鋼は 1050～1100℃）下で保持圧力（30～50MPa）を加え、内部の空隙を圧密化する。重度のポロシティは廃棄して再鍛造する必要があり、不良品が下流工程に流入するのを防ぐ。予防には、鍛造パラメーターを制御し、最終鍛造温度（炭素鋼は≥800℃、合金鋼は≥850℃）と変形量（1 回の変形率 25～35%）が基準を満たすようにする。肉厚の鍛造品については、プロセス補給部を設け、金属液が十分に充填されることを保証する。