ものづくりトピックス

鍛造とプレス加工の違いとは？工程・金型・コスト・用途を徹底解説！

大型機械加工
鍛造・鋳造

鍛造とプレスの違いとは？

製造現場では、部品の強度要件や生産数量、コスト目標に応じて最適な加工方法を選択する必要があります。
鍛造とプレス加工はどちらも金属の塑性を利用した成型技術ですが、その特性は大きく異なります。
本記事では、生産技術担当者や資材・購買担当者が実務で直面する「どちらを選ぶべきか」という判断に必要な情報を、工程、金型、コスト、用途の4つの観点から解説します。

鍛造加工とは

鍛造は、金属材料を金型で挟み込み、強い圧力を加えて目的の形状に成型する加工法です。この過程で金属の内部組織が緻密化し、鋳造や切削加工では得られない高い機械的強度と靭性が付与されます。

自動車のクランクシャフト、航空機の構造部品、産業機械の歯車など、高い応力がかかる部品の製造に適しています。

鍛造は加工温度によって次の3種類に分類されます。

熱間鍛造: 鋼材を再結晶温度以上(通常1,000℃以上)に加熱して加工します。材料の変形抵抗が低下するため、大型部品や複雑形状の成型が可能です。ただし、加熱による酸化スケールの発生や、冷却時の収縮により寸法精度は低下します。構造用鋼SCM材や炭素工具鋼SK材など、強度が求められる部品に使用されます。

冷間鍛造: 常温で加工を行うため、優れた寸法精度と表面品質が得られます。後工程の切削加工を最小限に抑えられるため、材料歩留まりが向上し、コスト削減につながります。ただし、加工硬化により金型への負荷が大きくなるため、金型寿命とメンテナンスコストの管理が重要です。自動車用ボルトやシャフトなど、高精度部品の量産に最適です。

温間鍛造: 200〜800℃程度の中間温度帯で加工することで、熱間と冷間のメリットを活かします。加工性と精度のバランスが良く、金型寿命とコストの最適化が可能です。中・高炭素鋼や合金鋼の部品製作において、近年採用が増えています。

各鍛造品に関して調達のポイントをまとめた資料も公開しております。併せてこちらもご活用ください。

詳しくはこちらの記事をご覧ください。

>>切削加工と鍛造の違いとは？

>>熱間鍛造と冷間鍛造の違いとは？

>>鍛造と鋳造の違いとは？

>>大型鍛造品の調達について

プレス加工とは

プレス加工は、金型とプレス機を用いて板材や鋼材を目的形状に成型する塑性加工です。

自動車ボディパネル、家電筐体、電子機器部品など、薄板金属の量産において広く採用されています。

成型方法により、せん断・抜き、絞り、曲げなどに分類されます。

せん断・抜き加工(ブランキング): 板材を切断または打抜く加工です。特に高精度のせん断加工は「ファインブランキング」と呼ばれ、切断面の品質が向上し、二次加工を削減できます。SPCC材やSPHC材といった軟鋼が主に使用されます。

絞り加工: 平板をカップ型や箱型の立体形状に成型する工法です。深絞り加工では材料の流動性と金型の潤滑管理が品質を左右します。自動車の燃料タンクや家電の筐体など、複雑な立体形状の量産に適しています。

曲げ加工: 板材を特定の角度に曲げる加工です。スプリングバック(加工後の材料の戻り)への対応が重要で、材料特性や板厚に応じた金型設計が必要です。高張力鋼板では、スプリングバック量が大きくなるため、金型角度の補正が不可欠です。

工程の違いとリードタイムへの影響

鍛造の工程

鍛造の一般的な工程は以下の通りです。

材料準備: ビレット(肉厚の丸棒や角材)を所定の長さに切断
加熱(熱間鍛造の場合): 加熱炉で材料を目標温度まで加熱
鍛造成型: 金型に材料をセットし、プレスやハンマーで加圧成型
トリミング: 余肉(バリ)を除去
熱処理: 焼鈍や焼入れ・焼戻しで機械的性質を調整
仕上げ加工: 切削やショットブラストで最終形状に仕上げ

鍛造では、加工後の残留応力除去のために熱処理が必須となるケースが多く、この工程がリードタイムに影響します。また、金型の段取り替えに時間がかかるため、小ロット生産ではコスト高になる傾向があります。

プレス加工の工程

プレス加工の一般的な工程は以下の通りです。

材料準備: コイル材または板材を用意
ブランキング: 必要な形状に板材を打抜き
成型: プレス機で絞り、曲げ、穴あけなどの加工
二次加工: カシメ、溶接、タップ加工など
表面処理: メッキ、塗装、アルマイト処理など
検査・梱包: 寸法検査、外観検査後に出荷

プレス加工は、順送プレスを使用することで複数工程を連続的に処理でき、極めて高い生産効率を実現します。

熱処理が不要なケースが多いため、鍛造と比較してリードタイムを短縮できます。

鍛造とプレスの金型の違い

鍛造金型の特徴

鍛造金型は、高温・高圧の過酷な条件下で使用されるため、耐熱性と耐摩耗性に優れた工具鋼(SKD材、SKH材など)が使用されます。金型は上型と下型で構成され、材料を挟み込んで成型します。

金型製作費: 鍛造金型は複雑な三次元形状を持ち、高精度な加工が求められるため、製作費は数百万円から数千万円に達します。特に熱間鍛造では、金型の熱膨張を考慮した設計が必要で、設計・製作期間も長くなります。

金型寿命: 熱間鍛造では、金型が高温にさらされるため摩耗が早く、数千ショットから数万ショットでメンテナンスや交換が必要になります。冷間鍛造では金型寿命は長くなりますが、加工硬化による負荷が大きいため、材質選定が重要です。

プレス金型の特徴

プレス金型は、パンチ(上型)とダイ(下型)で構成されます。順送プレスでは、一つの金型に複数の加工工程が組み込まれています。

金型製作費: 単発プレスの金型は比較的安価(数十万円〜)ですが、順送プレスの金型は複数工程を含むため、数百万円から数千万円になります。ただし、量産効果により製品単価は大幅に下がります。

金型寿命: プレス金型は常温で使用されるため、鍛造金型と比較して寿命が長く、数十万ショットから数百万ショットの耐久性があります。定期的なメンテナンスにより、長期間使用できます。

材質の違いと機械的特性

材質選定の判断基準

部品に求められる強度、耐食性、重量、コストを総合的に評価し、最適な材質と加工方法を選定します。高強度が必要な場合は鍛造が有利ですが、薄板で十分な強度が得られる場合はプレス加工がコストメリットを発揮します。

鍛造で使用される材質

鍛造では、SWCH材(冷間圧造用炭素鋼線材)、SCM材(クロムモリブデン鋼)、SUS材(ステンレス鋼)など、強度と靭性が求められる材料が使用されます。鍛造により金属組織が緻密化し、引張強度や疲労強度が向上します。

プレス加工で使用される材質

プレス加工では、SPCC材(冷間圧延鋼板)、SPHC材(熱間圧延鋼板)など、プレス成型性に優れた軟鋼が主流です。絞り加工ではSUS304やアルミニウム合金など、延性に優れた材料が選定されます。

用途による使い分け

鍛造が適している用途

自動車部品: クランクシャフト、コンロッド、トランスミッションギア
航空機部品: ランディングギア、エンジン部品、構造部材
産業機械部品: 大型歯車、シャフト、工具
建設機械部品: ピン、ブッシュ、アーム

高い機械的強度と耐久性が求められ、複雑な三次元形状を持つ部品に最適です。

プレス加工が適している用途

自動車部品: ボディパネル、ブラケット、ステー類
家電部品: 筐体、フレーム、放熱板
電子機器部品: シールドケース、端子、コネクタ
建築金物: 金具、補強材、取付部品

薄板金属の量産品で、複雑な立体形状や精密な穴加工が必要な部品に最適です。

選定の判断フロー

強度要件: 高強度が必須 → 鍛造、薄板で十分 → プレス
形状複雑度: 三次元的 → 鍛造、平面的・立体的 → プレス
生産数量: 中〜大量生産 → どちらも可、超大量生産 → プレス有利
精度要件: 寸法公差が厳しい → 冷間鍛造またはファインブランキング
コスト目標: イニシャルコスト重視 → プレス(単発)、ランニングコスト重視 → プレス(順送)

鍛造品の調達は深江特殊鋼にお任せください

メタナビでは、鍛造・プレス加工についてもっと知りたいとお考えのメーカー・製造業の技術者の皆様向けに、

無料でダウンロードできるお役立ち資料をご用意しております。

ぜひダウンロードください。

『技術者が知っておきたい鍛造品の海外調達によりコスト低減/品質確保/短納期を実現』

『非鉄鍛造加工品の短納期省コスト化』

>>無料でダウンロードできるお役立ち資料の一覧はこちら

当社の鍛造事例紹介

①S55C鍛造材使用　車載用1,300t　大型樹脂金型製作

S55C鍛造材を使用した金型製作の事例画像

樹脂金型業界のお客様に対して、S55C鍛造材を使用した金型製作の事例です。今回のプロジェクトでは、サイズが1200×1000×750の金型を製造し、1300トンクラスの自動車パーツの成形に使用しました。S55C鍛造材は高い強度と耐久性を持ち、大型成形に最適です。この材料の選定により、製品の一貫した品質と精度が確保されました。

＞＞詳しくはこちら

②船舶向けS45C　海外でのφ1600リング鋳造加工

船舶向けに大型S45Cの材料をリング鍛造した事例画像