鍛造型（鍛造金型）の材質・寿命・彫り直し｜熱間鍛造型の型彫りを焼入れ後に放電加工で

鍛造型とは｜温度で変わる3つの鍛造と型

鍛造は、金属に大きな力を加えて形を変え、同時に中の組織を締めて強くする加工です。型を使わずにたたいて形を作る自由鍛造に対し、製品の形を彫った型で挟んで形を写すのが型鍛造で、その型を鍛造型（鍛造金型）と呼びます。英語では forging die です。鍛造は、材料を加熱する温度によって3つに分かれ、型にかかる負担も、型の材料も変わります。

温度は一般的な目安です。材料の種類や製品の大きさで変わります。冷間鍛造・圧造の超硬ダイスとパンチは、冷間鍛造の金型部品の記事で詳しく解説しています。

熱間鍛造型の構造｜型彫り・バリ道・抜き勾配

熱間の型鍛造では、上型と下型のそれぞれに製品の形を彫り込みます。加熱した素材を置いて型を閉じると、材料が彫り込みの中へ流れ込み、余った材料は型のすき間からバリとして外へ出ます。このバリが出る通り道の作りが、製品の形がきちんと出るかどうかを左右します。

1. 1上型：プレスやハンマーの上側に取り付ける型
2. 2下型：ボルスターに固定する型
3. 3型彫り（彫り込み）：製品の形。赤い線が放電加工で彫る面
4. 4フラッシュランド（バリ道）：すき間を狭くして、材料を型の奥まで行き渡らせる
5. 5ガッタ（バリだまり）：余った材料を受け止める逃げ
6. 6抜き勾配：製品を型から抜くための壁の傾き
7. 7ノックアウトピン：製品を型から押し上げる
8. 8バリ：あとでバリ抜き型で切り落とす
9. －点線：パーティング面（上型と下型の合わせ面）

フラッシュランド（バリ道）は、上型と下型の間のすき間をわざと狭くした部分です。ここで材料の流れに抵抗がかかるので、材料が外へ逃げる前に彫り込みの奥まで行き渡ります。その外側のガッタ（バリだまり）は、余った材料を受け止める広い逃げです。彫り込みの壁には、製品を型から抜くための抜き勾配を付け、角には材料が流れやすく型が割れにくいよう丸みを付けます。

実際の型鍛造では、1つの製品を何段階かに分けて形づくることが多く、1つの型ブロックに、荒地を作る型（荒打ち）と仕上げの型（仕上げ打ち）を並べて彫ることもあります。図は仕組みを示すために単純化しています。

型鍛造の工程と、工程ごとの型

熱間の型鍛造は、1回たたいて終わりではありません。素材を少しずつ製品の形に近づけるため、工程ごとに形の違う型を使います。どの型にも、放電加工で彫ったり作ったりする部分があります。

1. 01 加熱素材を加熱する切断した棒材を、炉や誘導加熱で鍛造の温度まで加熱します。
2. 02 荒打ちおおまかな形にする材料の量を製品の形に合わせて配分します。荒地を作る型を使います。
3. 03 仕上げ打ち製品の形を写す仕上げの型で製品の形と寸法を出します。余った材料はバリになります。
4. 04 バリ抜きバリを切り落とす製品の外形に合わせた刃を持つバリ抜き型で、外周のバリを抜きます。

仕上げの型は製品の寸法を決めるため、摩耗の管理がもっとも厳しい型です。荒打ちの型は形の精度より材料の流れを整える役目が大きく、仕上げの型より長く使えることがあります。彫り直しの周期も、型の役目ごとに変わります。

鍛造型の材質と硬さ

熱間鍛造型には、熱い材料に何度も触れても軟らかくなりにくく、衝撃で割れにくい熱間工具鋼を使います。冷間鍛造型には、非常に大きな力に耐える硬さが求められ、冷間工具鋼やハイス、超硬合金を使います。一般的な選び方を表にまとめました。

硬さは一般的な範囲です。型の大きさ・製品・鍛造機の種類で選び方は変わります。図面の指示を優先してください。

鍛造型の寿命を縮める4つの傷み方

鍛造型の寿命は、打った回数（ショット数）や作った製品の数で管理します。何回もつかは、製品の形・材料・鍛造の温度・潤滑や冷却・型の材質で大きく変わり、同じ工場でも型ごとに違います。寿命を縮める傷み方は、主に次の4つです。

型の寿命を延ばすには、打ち始める前に型を予熱して温度差を小さくすること、潤滑と冷却をむらなく行うこと、摩耗が小さいうちに手入れをすることが基本です。そして摩耗やへたりが許容を超えたら、型を作り直す前に、彫り直しで再生できないかを考えます。

鍛造品の不具合から、型の傷みを見分ける

型の傷みは、まず鍛造品に表れます。素材の温度や潤滑を整えても直らない不具合は、型の摩耗やへたりが原因であることが多く、早めに手を打つほど彫り直しの量が少なく済みます。

症状と原因の組み合わせは一般的な例です。素材の温度・潤滑・鍛造機の状態が原因のこともあるため、型の写真と鍛造品の写真を両方お送りいただくと判断が確かになります。

彫り直しで型を再生する｜同じ電極で同じ形を

鍛造型の多くは、型ブロックに厚みの余裕を持たせて作られています。彫り込みが傷んだら、型の面を傷んだ深さより下まで下げ、そこに同じ形をもう一度彫り込みます。新しい型ブロックを用意するより、材料も熱処理の手間も少なく済みます。

型ブロック（焼入れした鋼）放電加工で彫る面電極

彫り直しか、新しい型ブロックか

型の面を下げる加工や、割れ・欠けを溶接で盛る補修は、当社だけでは行いません。どの工程を誰が受け持つかを含めて、型の状態を拝見してご提案します。溶接は協力会社と分担し、当社が放電加工で仕上げます。

鍛造型を長持ちさせる、日々の手入れ

型の寿命は、型の材料や設計だけでなく、使い方と手入れでも大きく変わります。彫り直しの間隔を延ばすために、現場でできることをまとめました。

鍛造型で放電加工が使われる5つの場面

バリ抜き型は、鍛造品の形に合わせた輪郭の刃を持つ型で、厚い鋼を使うことが多い型です。当社のワイヤー放電加工機は、厚さ300mm近い材料を切った実績があります。厚いほど切る時間は長くなりますが、焼入れ後の鋼から、刃の輪郭を一度の段取りで切り出せます。

重い型を据えて、深く彫る仕事を外へ出す

鍛造型の型彫りは、重い型ブロックを機械に据えて位置を出し、荒・中・仕上げと電極を替えながら、長い時間をかけて深く彫り進める仕事です。社内の放電加工機でこれを受けると、その間は型の手入れや急ぎの補修に機械を回せません。彫る時間の長い仕事を外へ出せば、社内の設備は日々の手入れに使えます。

鍛造型の放電加工の費用が決まる要素

費用は、機械を使う時間・電極・段取りの手間で決まります。機械を使う時間の見込み方は、放電加工の加工時間の計算の記事にまとめました。型ごとに条件が大きく違うため、金額は図面か型の写真を拝見してからお出しします。

鍛造型の費用（型代）は、どの工程で決まるか

新しく鍛造型を作るときの費用は、設計から試し打ちまでの工程の積み重ねです。彫り直しでは、このうち型材・荒加工・熱処理の多くが要らなくなるため、新作より少ない費用と日数で型を戻せることがあります。

工程の分け方は一般的な例です。どこまでを当社が受け持つかは、型の状態と工程をうかがってご提案します。

長く使える鍛造型にするための、設計のポイント

• 型ブロックの厚みに余裕を：彫り直しの回数は、型の厚みの余裕で決まる
• 角に十分な丸みを：丸みが小さいと材料が流れにくく、割れの起点になる
• 抜き勾配をそろえる：同じ勾配なら電極の形が単純になり、彫る時間も短い
• バリ道の幅と厚みを管理：摩耗しやすい部分なので、寸法の基準を残しておく
• 電極と加工の記録を残す：次の彫り直しで同じ形を早く再現できる
• 放電加工の面の扱い：仕上げの条件で変質層を薄くし、必要なら磨きで取り除く

見積りのときに伝えると早い8つの情報

すべてそろっていなくても構いません。分かる範囲で、型の写真と一緒にお送りください。

• 新作か彫り直しか補修か
• 型ブロックの外形寸法と重さ
• 材質と硬さ：鋼種と焼入れ後の硬さ
• 図面か3Dデータ：彫り込みの形と寸法
• 電極の有無：前回の電極があるか
• 面を下げる量：彫り直しの場合
• 傷んだ所の写真：補修・彫り直しの場合
• 希望の納期：型を止められる期間

ご相談から納品までの流れ

1. STEP 01図面・写真を送るフォームかメールで、図面・3Dデータ・型の写真をお送りください。
2. STEP 02可否と進め方の回答営業時間内なら当日中に、加工できるかと進め方をお返しします。
3. STEP 03見積り・日程の確定電極の手配と加工の日程を組み、正式なお見積りをお出しします。
4. STEP 04加工・確認・返却機上で寸法を確かめてから返却します。日数は型の大きさと彫る量で変わります。

よくあるご質問

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