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鋳造・鍛造の仕事内容とは?作業工程や役立つ資格を紹介します

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私たちの身の回りには、キッチン用品、インテリア、自動車、家電製品、大きな銅像、オブジェなど、さまざまな金属製品があります。これらの製品は、鋳造や鍛造など金属を加工する技術を使って製造されています。
ここでは、金属を成型する技術である「鋳造」と「鍛造」の違いについて紹介します。また、鋳造・鍛造の作業内容や役に立つ資格も紹介しますので、ものづくりに興味のある人は、ぜひお仕事探しの役に立ててくださいね。


鋳造と鍛造の違いとは?

鋳造と鍛造は、型を用いて金属を成型する方法です。どちらも金属加工の歴史の中で古くから使われてきた方法ですが、製法や性質などに違いがあります。
ここでは、鋳造と鍛造の違いを詳しく説明します。

鋳造(ちゅうぞう)とは

鋳造とは、熱して溶かした金属を鋳型(いがた)とよばれる型に流し込み、冷却して固める加工方法です。複雑で細かいデザインや大型の製品を作るのに適しており、大量生産にも向いています。できあがった製品は鋳物(いもの)とよばれます。

鋳造は、鍛造に比べると強度が低くなるという特性があります。これは、溶かした金属を型に流し入れる時にガスが発生し、金属内部に鋳巣(ちゅうす)という小さな気泡ができやすいためです。鋳巣の対策をしないと、表面に空洞やゆがみが生じてしまい、製品の機能に悪影響を与えることがあります。
鋳型には安価な素材を使用できるため、鍛造に比べて比較的低コストで作れるのが利点です。しかし、鋳鋼、ステンレス鋳物、アルミ鋳物など材料によっては鍛造よりも高価になる場合があります。

鍛造(たんぞう)とは

鍛造とは、金属を叩いて形を作り上げる加工方法です。金属を叩いて強度を高めることを「鍛える」ということから、鍛造(鍛えて造る)といわれるようになりました。金属をハンマーやプレスで叩くことで、内部のすきまが潰れて組織が緻密になり、強度が高まります。そして、鍛造で作られた金属製品は熱を加えても変形しにくくなります。

鍛造は、複雑な形の製品や大型製品には向いていませんが、耐久性を求められる部品の製造には適しています。例えば、自動車・航空機・農機具の部品、包丁、ペンチやスパナなどの工具、ゴルフクラブなどは鍛造で製作するのが一般的です。
加圧に耐えられるように高価な金属を使用するため、鍛造のコストは比較的高くなります。ただし、鍛造のすべてが高価なわけではなく、形や製造量によっては安く抑えることも可能です。

鋳造の主な作業内容

金属を溶かして型を取る鋳造は、具体的にはどのような作業をするのでしょうか。
ここでは、鋳造の作業工程と作業内容を詳しく紹介します。

造型

まずは、金属を流し込むための型(鋳型)を作る工程です。鋳型は主に上型・下型という2つのパーツに分けられます。また、空洞のある鋳物を造るために「中子」とよばれるパーツをセットすることもあります。中子を使う際には、正しい位置に設置しないと空洞の位置がずれてしまい、不良品につながりやすくなるため、造型工程には熟練した技術が必要です。

溶解

鋳型に流すための金属を溶かします。溶かした金属は溶湯(ようとう)とよびます。
鋳造には新しい地金を使うこともあれば、再利用するスクラップもあります。新しい地金であっても、金属中に含まれる成分は1つではありません。例えば、アルミ合金には鉄や銅など数種類の成分が入っているため、これらの成分をどのような分量で配合するかが製品の質を左右します。また、アルミでいえば750℃以上になると酸化物ができやすくなる性質があります。金属によって特性は異なりますが、温度を高くすればいいというわけではありません。
ただ金属を溶かせばいいというわけではなく、溶解時の成分調整と温度調整が製品の完成度に直結するポイントといえます。

鋳込

次に、溶湯を鋳型に流し込みます。このとき、溶湯をしっかりと充填してから冷やして固める必要があります。鋳型に流し込む間に溶湯が冷えてしまうと、きれいに型が取れないからです。そのため、鋳込工程では適切な溶湯管理が欠かせません。鋳造品の品質を決める重要な工程となるので、慎重に作業を進める集中力と技術が求められます。

後処理

溶湯が固まって鋳物が完成したら、鋳型を外すか壊してから鋳物を取り出します。取り出されたばかりの鋳物には、薄いヒレのような突出したバリや、鋳型に使われていた砂などが付着している状態です。そのため、不要な部分やバリを取り除いたり、付着物を除去したりしなければなりません。
また、細かい砂や小さな鉄球を製品に当て、あえて表面に小さな凸凹をつける「ショットブラスト」という加工処理を行うこともあります。ショットブラストは表面に付着した酸化物を取り除くほか、後の仕上工程で行う塗装の密着度を高める効果が期待できるからです。

仕上げ

仕上げの工程では、製品の品質を確かめるための検査が行われます。検査では、大きさや厚さなどの寸法、空洞や欠陥の有無などを調べます。ハンマーで音を確認したり、X線を通して内部を確認したりすることで確認可能です。
検査完了後は、エアブラシで鋳物に塗装を施します。塗装をすることで製品として完成させるのはもちろんですが、サビによる劣化を防ぐ効果もあります。

鍛造の主な作業内容

鍛造とは、ハンマーやプレス機を使って形を作る加工方法です。鍛造では、以下4つの工程によって製品が作られます。
ここでは、鍛造の具体的な作業工程と作業内容を紹介します。

切断・加熱

材料の金属を、既定の寸法に切断します。正確な寸法で切断するために、寸法精度の高いノコを使用します。
切断した材料を加熱炉に入れて加熱していきますが、このときに温度にムラが出ないように注意します。温度にムラがあると金属組織が均一でなくなるため不具合が出やすくなり、製品の品質に関わります。

加工

加熱が終わると、ハンマーやプレス機を使用して加工作業を行います。ハンマーは、圧縮空気などを利用して打撃を与えるもので、瞬間的に大きな圧力をかけることができます。打撃の強弱を調節することによって形状を変え、複雑な形の製品を作ることが可能です。
ただし、ハンマーは振動が大きいため、精度の高い鍛造には適していません。一方、モーターの回転運動を上下運動に変換して圧力をかけるプレス機は、ハンマーに比べて振動が少なく、精度の高い鍛造ができるのが特徴です。プレス機の種類には、機械鍛造プレス、液圧鍛造プレス、油圧鍛造プレス、水圧鍛造プレス、鍛造サーボプレスなどがあります。

後処理

加工をして形を整えた後は、金型からはみ出たバリを除去するトリミングを行います。鋳造と同じショットブラストという技術で汚れや酸化鉄を除去し、表面加工を行うこともあります。最終形状や寸法を整えて、製品を仕上げていきます。

検査

最後は品質検査を行います。鍛造の検査は、主に外観検査と精度検査に分けられます。
外観検査とは、キズや不具合がないか、製品の外観をチェックする方法です。精度検査は、製品の一部を抜き取るか全ての製品に対して超音波検査といった機械的な測定を実施します。

どんな人が鋳造・鍛造の仕事に向いているの?

熱い金属を扱う鋳造・鍛造の仕事に向いているのは、どんな人なのでしょうか? ここでは、鋳造・鍛造の仕事に向いている人の特徴について紹介します。

忍耐力のある人

鋳造・鍛造はかなり高温の現場で作業をするので、熱さに耐える忍耐力は必要です。また、鋳造・鍛造技術の習得は容易ではありません。初心者のうちは思うように仕事ができず、途中で投げ出したくなることもあるはずです。しかし、技術をしっかり身につけたいという強い意志と、そのために黙々と作業ができる忍耐力のある人が、この仕事の楽しさややりがいを見つけられるでしょう。体力的にも精神的にも忍耐力がある人が、鋳造・鍛造の仕事に向いているといえます。

集中力のある人

高温環境での作業や、同じ工程を正確に繰り返す能力が求められるため、高い集中力が不可欠です。また、鋳造では金属の流し込みの精度や冷却時間、鍛造では金属の打撃の加減など、さまざまな要素が品質に影響します。そのため、注意深く作業に専念できる人が、この仕事に向いています。

慎重な人

高温の金属を扱う鋳造・鍛造の現場では、自分と周囲の安全に配慮して、慎重に作業をすることが求められます。鋳造・鍛造の仕事は危険と隣り合わせ。ほんの一瞬の気のゆるみや不注意が火傷やケガにつながり、大きな事故につながってしまうかもしれません。慎重で、周囲に気配り目配りができる人が、鋳造・鍛造の仕事に向いています。

鋳造・鍛造に役立つ資格はあるの?

どんな業務においても、必要な資格を取ることで知識や技術がアップして自信がつき、やる気が出てきて、周囲からの信頼を得ることができます。鋳造・鍛造の仕事に関する資格には、どのようなものがあるのでしょうか。
ここでは、鋳造・鍛造の仕事に必要な資格や役に立つ資格を紹介します。

鋳造技能士

鋳造技能士は、鋳造の知識や技能を証明する国家資格です。試験は鋳鋼鋳物鋳造作業、鋳鉄鋳物鋳造作業、銅合金鋳物鋳造作業、軽合金鋳物鋳造作業に分かれており、鋳鋼と鋳鉄は2級・1級・特級、銅合金と軽合金は2級・1級があります。実務経験を積むか、または養成学校を卒業すると受験できます。

鍛造技能士

鍛造技能士は、鍛造の知識や技能を証明する国家資格です。自由鍛造作業、ハンマー型鍛造作業、プレス型鍛造作業に分かれており、2級から1級まであります。受験のためには2~7年の実務経験が必要です。学歴によって実務経験の年数は異なるので、受験資格を確認した上で資格取得を目指しましょう。

金属溶解技能士

金属溶解技能士は、金属を溶解し鉄を製造する知識と技術を証明する国家資格です。鋳鉄キュポラ溶解作業、鋳鋼誘導炉溶解作業、鋳鉄誘導炉溶解作業、鋳鋼アーク炉溶解作業、軽合金反射炉溶解作業に分かれており、それぞれ2級から1級まであります。この試験の受験資格も、実務経験が必要です。

はたらくヨロコビが取り扱う鋳造・鍛造の仕事

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ここでは、当サイトが扱っている鋳造・鍛造のお仕事をいくつか紹介します。手に職をつけたい人、将来性のある仕事に就きたい人は必見です!

給料相場

「はたらくヨロコビ」で取り扱う鋳造・鍛造のお仕事の給料相場は、業種や作業内容にもよりますが、おおむね287,500円~307,500円となっています。
いくつかの塗装業と給与例を紹介しますので、参考にしてください。

トラクタ本体の製造
◯月収例:280,000円~300,000円

クルマ用アルミホイールの製造作業
◯月収例:270,000円~290,000円
◯時給:1,150円~

アルミ鍛造品のバリ取りや検査業務
◯月収例:300,000円~320,000円
◯時給:1,400円~

アルミ合金の鋳造・加工業務
◯月収例:310,000円~330,000円
◯時給:1,800円~

自動車部品の加工業務
◯月収例:280,000円~300,000円
◯時給:1,300円~

主な仕事内容

鋳造・鍛造のお仕事には、金属製品から自動車、農業用機械まで、多種多様なお仕事があります。鋳造・鍛造・溶解の技術があると、鋳造・鍛造専業会社や大手の自動車会社、鉄鋼会社などで活躍できます。経験を積むほどに技術の向上と成長を実感できるでしょう。更に鋳造技能士や鍛造技能士、金属溶解技能士の資格を取ると自信がつき、社内での客観的な評価も高くなります。在籍している会社としても対外的に大きなメリットがあるので、資格保有者は貴重な人材として重宝され、待遇アップも期待できるでしょう。
鋳造・鍛造の仕事は男性が多いイメージがありますが、サポート体制がしっかりしている現場が多いので活躍している女性も多く働いています。ものづくりが好きな人は、ぜひチャレンジしてみてはいかがでしょうか。

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