2 つの工程の本質的差異

冷間圧造（Cold Heading）は再結晶温度以下で、パンチが金型内の金属ブランクに耐力を超える力を加え、金属を塑性流動させて再成形します——「加熱しない鍛造」と理解できます。据込み（Upsetting）と押出し（Extruding）を含み、整径、穴抜き、トリミング、ねじ転造などの工程と連続ラインで構成されます。一方 CNC 機械加工は、ブロック材から余分な金属を一層ずつ削り落とします。一つは「金属を流して部品にする」、もう一つは「部品を素材から掘り出す」——コスト、強度、精度のすべての差はこの根から生えています。

量産閾値：何個から金型を作れるか

冷間圧造はまず金型を作る必要があり、金型費は数万〜数十万元に達するため、硬性の量産閾値が存在します。業界経験によれば次のとおりです。

コスト：材料利用率と単品コスト曲線

冷間圧造は「切屑なし加工（chipless）」です：部品をニアネット形状に成形し、唯一のスクラップは穴抜きとトリミングから出て、スクラップ率は通常 1%〜3% です。一方旋削、鍛造の材料利用率ははるかに低く、スクラップ率は 75% に達することもあります。代表例は点火プラグボディです：冷間圧造に切替える前は材料浪費が約 74%、加工が遅い；冷間圧造後はスクラップ率が約 6% に低下し、速度は約 10 倍に向上しました。

強度・精度・タクト

強度：冷間圧造は金属流線を部品輪郭に沿って連続分布させ、高応力コーナーでは「リブ」式の連続流線を形成し、強度・硬さ・靭性・疲労限度は切削品を上回ります——切削は逆に鍛流線を切断し、ボルト首下部に弱点口を残すことに等しい。精度とタクト：現代の多段式パーツフォーマはワンショットワンパーツ、タクトは CNC の百倍に達します——シングルステーションプレスで最高約 600 個/分、ワンモールド・ツーパンチで約 450 個/分、ボルトフォーマで約 300 個/分。部品重量は ±1% で安定管理でき、精密定径なら ±0.2% も可能。冷間圧造面はより平滑で、押出し面は粗さを 10〜100 マイクロインチ改善します。

工程限界：冷間圧造できない形状

冷間圧造は万能ではなく、選定前に物理限界を確認する必要があります。

• 据込み比：ソリッドダイによる 1 回の据込み長さは一般に素材径の 2.25 倍以下（多くは 1〜1.25 倍）、2 回打撃で 4.5 倍まで。支持されない長い部分は座屈して「cold shut（折込み）」欠陥になる。
• 押出し変形量：オープン押出しの 1 回断面積減少は 30% 以下、押出し角は 30° 以下。閉塞（拘束）押出しは約 75% まで許容。
• 材料：加工硬化率が高く、強度が成形レンジを超える材料は割れる可能性があります。現在ではステンレス、超耐熱合金も冷間圧造可能ですが、冷間圧造専用に最適化された低加工硬化銘柄を選択してください。
• 形状/寸法：非常に複雑、超大寸法、著しく非対称、深いキャビティを要する部品は、冷間圧造が不経済であり、CNC に任せるべきです。

選定意思決定表