多くのメーカーは、丈夫で簡単に作れて、見た目も美しい部品を求めている。通常の金属加工では、これらの結果を出せないこともあります。真鍮の押出成形は、このような問題の多くを解決する実績のあるプロセスです。真鍮をロッド、バー、チューブ、または複雑な形状に、迅速かつ正確に成形することができます。これにより、より良い製品、より早い生産サイクルを実現することができます。
真鍮押出は、製品設計と製造に独自の強みをもたらします。このガイドでは、その仕組み、主な用途、そして多くの産業がこのプロセスを信頼する理由をご紹介します。
真鍮の押出加工とは？
真鍮の押し出し成形は、加熱したブロックをダイスと呼ばれる金型に押し込んで成形するプロセスです。ビレットと呼ばれる塊は、まず柔らかくなるまで加熱されますが、溶けることはありません。その後、強力なプレス機で金型に押し通す。真鍮が金型を通過すると、金型の形に成形されます。この形状は、棒状、管状、またはエッジや溝を持つより詳細なプロファイルである可能性があります。
この方法は非常に柔軟性がある。滑らかな表面で様々な形状を作ることができます。押出成形後、黄銅片は最終設計に合わせて切断、曲げ、穴あけ、機械加工が可能です。このため、真鍮押出成形は、正確な形状や厳しい寸法管理が必要な部品の製造によく使用されます。
押出成形に使用される黄銅の種類
押出成形では、製品のニーズに応じてさまざまな黄銅等級が使用される。それぞれの種類には、強度、成形性、耐食性などがあります。
フリーカット・ブラス（C360）
このタイプは加工しやすい。切削工具がスムーズに動くように、少量の鉛を含んでいる。きれいな仕上がりになり、余分な切削が必要な部品に適している。 掘削 または成形。
高強度黄銅（C260）
この真鍮には亜鉛が多く含まれている。そのため強度が高く、耐摩耗性に優れている。工業部品、バルブ、金物などに適している。
ナバル・ブラス（C464）
海軍の黄銅には少量の錫が含まれている。錫は真鍮の耐食性、特に海水中での耐食性を高める。そのため、海洋部品や屋外機器に適している。
レッド・ブラス（C230）
赤真鍮は銅の含有量が多い。そのため、色に深みがあり、錆や水濡れに強い。配管や装飾部品によく使われる。
鉛フリー黄銅（C693、C87850）
これらは新しいタイプの真鍮です。鉛を含まないため、飲料水システムにとってより安全です。機械加工も可能で、ほとんどの作業に十分な強度を発揮する。
真鍮の押出成形法
真鍮はいくつかの異なる方法で押し出すことができます。それぞれの方法には長所があります。正しい選択は、部品の形状、どの程度の精度が必要か、何個作る必要があるかによって決まります。
直接押出
直接押し出しが最も一般的な方法である。この工程では、真鍮ビレットを加熱してコンテナに入れます。その後、ラムがダイスを通してビレットを押します。ラムもビレットも同じ方向に動きます。
この方法はシンプルで、多くのプロジェクトに適している。大量生産が可能で、さまざまな形状に対応できる。しかし、真鍮と容器の間の摩擦が大きくなる。そのため、工具が摩耗したり、部品のサイズがわずかに変わったりすることがある。
間接押出
間接押し出しは少し仕組みが違います。ビレットは静止し、ダイスがそれに向かって移動します。ラムは中空で、ダイスはその中に収まります。ビレットがコンテナの壁と擦れることがないため、摩擦が少なくなります。
この方法の方が精度が高い。柔らかい黄銅や薄肉の部品を作るのに適している。工具の摩耗も少なくなります。しかし、セットアップはより複雑で、直接押し出しよりも時間がかかります。
衝撃押出
インパクト・エクストルージョンは、高速で強い打撃力を使って、真鍮をダイスに押し通す方法です。通常、チューブや缶のような小さくて中空のものに使われます。
この方法は柔らかい真鍮に最適です。室温で行うことが多い。壁が薄く、表面が滑らかな小さな部品をたくさん作るのに適しています。
静水圧真鍮押出
静水圧押出成形は、液体の圧力を利用して黄銅を成形します。ビレットは、加圧された液体で満たされたチャンバー内に置かれます。この液体がビレットを支え、ダイスを通過させます。
この工程は摩擦を減らし、より高い圧力を可能にする。硬い真鍮や脆い真鍮のひび割れ防止にも役立ちます。その結果、より滑らかな表面と安定した部品形状が得られます。
真鍮押出の仕組み
真鍮の押し出し成形は、段階を追って進みます。それぞれの段階が金属の形を整え、最終的な部品の強度、清潔さ、正確さを保ちます。
ビレットの準備
工程はビレットから始まる。これは真鍮の丸い固まりです。選択された合金から作られ、押出プレスのサイズに合っていなければなりません。加熱する前に、ビレットの表面を洗浄します。これにより、汚れや酸化が取り除かれます。
加熱と前処理
ビレットは特定の範囲、通常は900°Fから1,300°Fの間で加熱される。これにより、真鍮は成形に十分な柔らかさになりますが、溶けることはありません。柔らかい金属は、ダイスを通りやすくなります。押出成形の前に、潤滑剤を塗布します。
押出成形
加熱されたビレットはプレス室に入る。機械は強い力を加え、ビレットをダイを通して押したり引いたりする。ダイは最終的な形状を制御します。真鍮は、1つの固定された形状を持つ長いピースとしてダイを流れる。
冷却と仕上げ
真鍮がダイから出た後、冷却する必要があります。これは、セットアップに応じて、空気または水で行われます。冷めたら、長い部品をまっすぐにします。最後のステップは、部品を正しい長さにカットすることです。必要に応じて、穴あけ、コーティング、または 研磨 は次にできる。
真鍮押出の利点
真鍮押出成形には、エンジニアやバイヤーが性能とコストの両方の目標を達成するのに役立つ多くの利点があります。強靭な部品、滑らかな表面、無駄の少ない加工が可能です。
強度と耐久性
押出成形された真鍮部品は堅固で剛性があります。この工程では、強度を向上させる方法で金属を成形します。そのため、圧力や絶え間ない使用の下でも、部品が長持ちします。また、真鍮は錆や摩耗にも強いため、メンテナンスの軽減にも役立ちます。
デザインの柔軟性
真鍮押し出し材は、様々な形状やサイズに対応しています。複雑な形状、シャープなエッジ、中空部も可能です。これにより、余分な切断や溶接をすることなく、設計のニーズに合わせることが容易になります。また、部品の機能や外観をより自由にコントロールすることができます。
効率的な材料使用
この工程では、真鍮を最終形状に近い形に成形する。これにより、切削や研削の必要性が減少します。無駄が減るということは、材料費も下がるということです。また、後の工程での時間を節約し、スクラップを減らすことができます。
表面仕上げの品質
押出成形された黄銅は、表面が滑らかで均一です。これにより、研磨やコーティングに必要な作業が削減されます。また、部品の見栄えも良くなります。良い表面仕上げは、機能と外観の両方に役立ちます。
真鍮押出材の設計上の考慮点
優れた設計は、黄銅押出成形の信頼性とコスト効率を高めます。形状、強度、部品の使用方法を中心に計画を立てることで、無駄を省き、遅れを防ぐことができます。
肉厚と公差
肉厚は部品全体で同じになるようにする。一部分がかなり薄いと、冷却が早すぎたり、亀裂が入ったりすることがあります。不均一な肉厚は、欠陥につながる応力の原因となります。
単純な形状の場合、公差は通常より厳しくなります。複雑な設計の場合は、より広い公差が必要になることもあります。これにより、工具の摩耗を減らし、コストを抑えることができます。必ず押出工場に確認し、対応可能な範囲を確認してください。
中空プロファイルとソリッドプロファイル
ソリッドな形は作りやすい。また、強度も高くなります。部品を軽量化する必要がない場合は、ソリッドプロファイルを使用してください。
中空形状は、軽量化や配線や流体のためのスペースを確保する必要がある場合に適している。これらの形状は製造に手間がかかる。また、厳しいスペックを満たすために慎重な管理が必要です。
仕上げの条件
真鍮は多くの場合、きれいな表面でダイスから出てきます。多くの場合、余分な仕上げは必要ありません。しかし、研磨やコーティングが必要な場合や ブラッシングそのようなステップのために、デザインに素材を追加する。
部品にメッキや研磨を施す場合は、鋭利な角や狭い隙間 は避けてください。滑らかな曲線は、仕上がりを均一できれいに保つのに役立ちます。
接合および組立方法
真鍮部品はさまざまな方法で接合できる。次のことができます。 溶接はんだ付けするか、ねじを使用する。その部品がどのように使われるかを考えて、方法を選びましょう。
部品同士をボルトで固定する場合は、平らな部分やあらかじめ形成された穴を追加する。はんだ付けをする場合は、熱と工具が届くスペースを確保します。こうすることで、作業が容易になり、最終的なフィット感が向上します。
真鍮押出材の一般的な用途
真鍮押出材は様々な製品に使用されています。強度、成形のしやすさ、見た目の美しさを兼ね備えています。そのため、隠れた部品にも、展示する部品にも適しています。
電気・電子
真鍮は電気をよく通します。そのため、コネクター、ピン、端子、接点などに適しています。また、腐食にも強いため、電気部品が長持ちします。小型の真鍮押し出し材は、プラグ、スイッチ、その他の機器用に厳しいサイズで作ることができます。
配管・空調
真鍮は熱、圧力、湿気に非常によく耐えます。そのため、水道やガスシステムのパイプ、バルブ、継手によく使われています。また、真鍮は錆びないので、飲料水システムにも安全に使用できます。
建築・装飾
真鍮は温かみのある光沢のある色で、清潔感と高級感があります。ドア枠、手すり、トリム、窓部品などによく使われます。押し出し加工により、きれいなラインと滑らかな曲線が生まれます。
自動車および産業用
真鍮押し出し材は、自動車や機械の標準品です。ブッシング、ベアリング、燃料コネクター、センサーハウジングなどに使用されています。これらの部品は、振動や激しい使用にも耐えうる強度が求められます。
真鍮押出成形における重要な要素
黄銅の押出成形がうまく機能するかどうかには、さまざまなことが影響します。ひとつひとつを注意深く管理することで、部品の品質を向上させ、生産の遅れを防ぐことができます。
素材の選択
使用する真鍮の種類は、すべての工程に影響します。金属の流れ、表面の滑らかさ、パーツの強度、錆びにくさなどが変わります。
C260のような柔らかい黄銅は押し出しやすい。C464のような複雑なタイプは、より大きな力とより良い潤滑が必要です。部品の用途に応じて合金を選択してください。
金型デザイン
ダイスは真鍮に最終的な形を与えます。よく設計されたダイスは、金属の流れをスムーズにします。また、弱い部分ができるのを防ぎ、工具を長持ちさせます。
ダイスの角が尖っていたり、サイズが急に変わったりすると、真鍮にひびが入ったり、流れが不均一になったりすることがあります。より複雑な形状の場合は、ブリッジダイスや中空ダイスのような特殊なダイスが必要です。
温度管理
真鍮は金型を通る前に適切な温度に達していなければなりません。冷たすぎると動きが悪くなります。熱すぎると、反ったり割れたりします。
工具には安定した熱も必要だ。温度が変化しすぎると、表面がざらついたり、パーツが縮んだり曲がったりします。すべてを適切な温度に保つことで、真鍮の動きがスムーズになり、よりきれいな部品ができる。
スピード＆プレッシャー
スピードと圧力は、真鍮と希望する形状に合わせる必要があります。プレスのスピードが速すぎると、真鍮が破れたり、エアポケットができたりします。プレスの速度が遅すぎると、時間を無駄にします。
より複雑な合金やトリッキーな形状には、より大きな圧力が必要です。しかし、圧力が高すぎると、工具が早く摩耗してしまいます。適切な設定により、安定した部品が得られ、問題も少なくなります。
結論
真鍮押出成形は、丈夫で細部まで作り込まれた、費用対効果の高い金属部品を作るための実用的で信頼性の高い方法です。幅広い形状、サイズ、仕上げに対応しています。単純なロッドから複雑なカスタムプロファイルまで、このプロセスでは無駄を最小限に抑えながら一貫した結果を得ることができます。
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ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
