鍛造フランジの製造プロセス詳細

鍛造フランジは、鍛造プロセスによって製造されるフランジ部品であり、鋳造フランジと比較して、炭素含有量が低く、錆びにくく、組織が緻密で、機械的特性に優れているという利点がありますが、コストは高くなります。鍛造プロセスにより、フランジ内部の組織が均一で、気孔や介在物などの欠陥がないことが保証され、高圧、高強度の用途に適しています。製造プロセスは通常、原材料の準備、加熱、鍛造、熱処理、機械加工、検査などの段階で構成されます。フランジのサイズ、バッチ、および精度要件に応じて、自由鍛造、型鍛造、または胎膜鍛造などの方法を使用できます。以下は、業界標準と典型的な生産慣行に基づいた詳細なプロセスフローの説明です。

1. 原材料の入荷と検査

手順の説明：まず、原材料（ステンレス鋼、炭素鋼、または合金鋼の棒材、板材、または鋼片など）が入荷されます。材料は、国家標準（GB/T 9112-2010など）に準拠する必要があります。

重要な操作：化学成分分析、機械的特性テスト、および外観検査を実施して、亀裂、介在物などの欠陥がないことを確認します。合格後、倉庫に保管します。

目的：材料の品質を保証し、後続の欠陥を回避します。

2. 素材取り（切断）

手順の説明：フランジの設計仕様（直径、厚さなど）に従って、鋸引き、剪断、またはプラズマ切断などの方法を使用して、原材料を必要な素材に切断します。

重要な操作：切断時には、鍛造収縮と機械加工損失を補償するために、鍛造代（通常5〜10mm）を考慮する必要があります。大型フランジの場合、板材切断または棒材切断が採用される場合があります。

目的：加熱および鍛造に適した素材サイズを準備します。

3. 加熱

手順の説明：切断された素材を加熱炉に入れ、鍛造温度（通常、炭素鋼950〜1250℃、ステンレス鋼800〜1100℃、材料によって異なります）まで加熱します。

重要な操作：中周波炉またはガス炉を使用して加熱し、均一な加熱を確保し、過熱または脱炭を回避します。加熱時間は素材のサイズによって異なります。

目的：材料を軟化させ、可塑性を高め、後続の成形を容易にします。

4. 鍛造成形

手順の説明：加熱された素材を鍛造装置に置いて変形させます。これはコア段階であり、方法に応じて自由鍛造、型鍛造などに分けられます。

自由鍛造：少量多品種のフランジに適しています。基本的な工程は次のとおりです。

据え込み（Upsetting）：軸方向に素材を圧縮し、高さを減らし、断面を大きくして、円盤状のフランジに使用します。

引き伸ばし（Drawing Out）：素材の長さを延長し、断面を小さくして、軸類部品に使用します。

穴あけ（Punching）：ポンチで穴または盲穴を開け、フランジの中心孔を形成します。

曲げ（Bending）：素材を指定された角度に曲げます。

ねじり（Twisting）：素材の一部を回転させ、特定の形状を形成します。

切断（Cutting）：余分な材料を除去します。

型鍛造：大量生産、高精度のフランジに適しています。素材を金型に入れて鍛造します。これには、予備鍛造、最終鍛造、パンチング、トリミングなどが含まれます。設備は、型鍛造ハンマー、熱間型鍛造プレスなどです。

胎膜鍛造：自由鍛造と型鍛造の中間に位置し、簡単な金型補助を使用します。

重要な操作：鍛造時に温度、変形量、および打撃力を制御して、結晶粒の粗大化または亀裂を回避します。大型フランジリングの場合、セクションごとに加工される場合があります：正確な曲げ、端部の除去、溶接開先、円形への溶接。

目的：フランジの粗材を形成し、内部組織が緻密であることを確認します。

5. 鍛造後の冷却と熱処理

手順の説明：鍛造後すぐに冷却（空冷、水冷、または油冷）し、次に焼ならし、焼鈍、調質、または焼入れ焼戻しなどの熱処理を行います。

重要な操作：亀裂を防ぐために冷却速度を制御します。熱処理温度と時間は、材料（炭素鋼の焼ならし850〜900℃など）に応じて調整します。

目的：機械的特性を改善し、内部応力を除去し、結晶粒を微細化します。

6. 機械加工

手順の説明：鍛造品を加工工場に送り、旋盤、フライス盤などの設備を使用して、外形、平面、およびシール面を精密に加工します。

重要な操作：加工公差は規格（ANSI B16.5など）に準拠し、表面粗さはRa1.6-6.3μmです。

目的：正確な寸法と光沢を実現します。

7. 穴あけ

手順の説明：フランジに取付穴（ボルト穴など）をドリルで開けます。ドリルプレスまたはCNC工作機械を使用します。

重要な操作：穴の位置精度が高く、穴径と間隔は設計図に準拠しています。

目的：フランジの接続を容易にします。

8. 検査と非破壊検査

手順の説明：寸法測定、硬度試験、超音波探傷検査（UT）、磁粉探傷検査（MT）、または放射線探傷検査（RT）を実施します。

重要な操作：内部欠陥、表面亀裂を検査し、国家標準に準拠していることを確認します。

目的：製品の品質を保証します。合格率は通常99％以上が必要です。

9. マーキングと梱包

手順の説明：鋼印で仕様、材料、バッチ番号などの情報をマークし、次に防錆塗料を塗り、梱包します（木箱またはパレット）。

重要な操作：マーキングは明確で、梱包は防湿、耐衝撃性があります。

目的：追跡と輸送を容易にします。

注意事項とバリエーション

突合せ溶接フランジの特定のプロセス：最初に縦方向に鍛造して断面を大きくし、次に引き伸ばして長さを増やし、最後に垂直に穴を開けます。

大型フランジリング：サイズが大きいため、セクションごとに曲げ、溶接して成形する場合があります。

他のフランジタイプとの比較：鍛造フランジは鋳造フランジ（気孔が発生しやすい）よりも強度が高く、溶接フランジほど柔軟ではありません。生産時には、安全性、環境保護（排ガス処理など）に注意する必要があります。

設備例：鍛造ハンマー、加熱炉、CNC旋盤、探傷器など。

プロセス全体のサイクルは規模によって異なり、少量の場合は数日、大量の場合は数週間かかります。実際の生産では、特定の規格（国家規格、米国規格など）に従ってパラメータを調整できます。