＜第7回＞強度アップ 工法解説
現在、鋳造等により製造している部品を、
熱間鍛造に工法変更することにより、
強度アップする方法について解説いたします
その①：鍛造による強度アップについて
現在、鋳造や切削加工により製造している部品を熱間鍛造に変更すれば、強度アップを図ることが可能です。
鋳造部品の金属組織は、結晶の並びが粗く不規則で、強度が低くなっています。
一方、鍛造部品においては、赤くなるほど熱した高温の金属材料に強い圧力をかけることで、緻密で方向が揃った金属結晶組織が形成されます。この金属結晶組織のことを、「鍛流線（メタルフローライン）」と呼びます。これにより、強度がアップするというわけです。
その②：材質変更による強度アップについて
金属部品の強度アップを図る場合、鍛造化と併せて解決策の一つとなるのが材質の変更です。
従来、黄銅（真鍮）を使用していた部品であれば、アルミニウム合金（例えばA6061等）に変更、さらに「T6」と呼ばれる熱処理を行うことにより、重さは約3分の１まで軽量化しながら大幅な強度アップを実現できます。
アルミ合金への「T6処理」とは？
T6処理は、6000番台のアルミニウムではよく行われているポピュラーな熱処理方法です。
まず、アルミニウム合金を、約500℃に加熱し保持（溶体化処理）→急速に冷やす（焼入れ）を行います。そして最後に、約200℃に再加熱（人工時効処理）を行い、残留応力を開放させます。（「残留応力」とは、加工に伴い金属内部に残る、元に戻ろうとする力（歪み）のことです）。
これら一連の「T6処理」を行うことで、アルミ合金として最高クラスの強度を得ることができます。
（なお、余談ですが、真鍮（C3771）に対しJIS規格で求められている熱処理は、残留応力を抜いて割れを防ぐことが目的です。この場合は真鍮は柔らかくなるため、逆に強度は落ちます）
まとめ：アルミ熱間鍛造への変更により、強度アップが可能
このように、鍛造化＋アルミニウム合金への材質変更＋熱処理を行うことで、鉄並みに強度を高めることが可能です。
もちろん、材質選定は強度だけではなく、耐食性など使用環境も考慮する必要があります。例えば水回りの部品であれば、水道水に対して耐食性が高い黄銅を使用するのが一般的です。何を優先するかによって、最適な材質を選択すると良いでしょう。
