JPS63162816A - ばね用鋼材の強化方法 - Google Patents
ばね用鋼材の強化方法Info
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- JPS63162816A JPS63162816A JP30862086A JP30862086A JPS63162816A JP S63162816 A JPS63162816 A JP S63162816A JP 30862086 A JP30862086 A JP 30862086A JP 30862086 A JP30862086 A JP 30862086A JP S63162816 A JPS63162816 A JP S63162816A
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- steel material
- brushing
- spring
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- Pending
Links
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
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Landscapes
- Springs (AREA)
- Wire Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば自動車の懸架用ばねなどに用いられる
ばね用鋼材の強化方法に関する。
ばね用鋼材の強化方法に関する。
コイルばねの強化方法として、特開昭58−18144
5号公報に開示されているように、コイリング後に冷間
でコイルばねの内径側にワイヤブラシを挿入し、ブラッ
シング加工することによってコイルばね内面の圧縮残留
応力を増加させるとともに表面の平滑化を図る方法が提
案されている。
5号公報に開示されているように、コイリング後に冷間
でコイルばねの内径側にワイヤブラシを挿入し、ブラッ
シング加工することによってコイルばね内面の圧縮残留
応力を増加させるとともに表面の平滑化を図る方法が提
案されている。
また、特開昭5g−192642@公報に開示されてい
るように、冷が途中でコイリングを行なうとともにコイ
リング中に生じる素材のねじり回転に対して反力を与え
ることによって、加工硬化と素材表面の平滑化を図るよ
うにした高強度コイルばねの製造方法も開発されている
。
るように、冷が途中でコイリングを行なうとともにコイ
リング中に生じる素材のねじり回転に対して反力を与え
ることによって、加工硬化と素材表面の平滑化を図るよ
うにした高強度コイルばねの製造方法も開発されている
。
上述した先行技術のうち前者は、ショットピーニングに
よる表面状態の不均一性を解消するために冷間(室温)
でブラッシング加工を行なうようにしている。しかしな
がらこの場合、ブラッシングによる表面の材質強化を積
極的に行なえるものではなく、表面部での残留応力の増
大には役立っているが、表面部の硬さを高めるには至っ
ていない。
よる表面状態の不均一性を解消するために冷間(室温)
でブラッシング加工を行なうようにしている。しかしな
がらこの場合、ブラッシングによる表面の材質強化を積
極的に行なえるものではなく、表面部での残留応力の増
大には役立っているが、表面部の硬さを高めるには至っ
ていない。
一方、後者は主として加工熱処理による材質の強化を図
ったものであるが、加工ひずみを曲げによって与えてい
るために、加工後に曲げの内側では引張りの残留応力が
生じるとともに、曲げの外側では圧縮の残留応力が発生
するといった問題がある。
ったものであるが、加工ひずみを曲げによって与えてい
るために、加工後に曲げの内側では引張りの残留応力が
生じるとともに、曲げの外側では圧縮の残留応力が発生
するといった問題がある。
従って本発明の目的とするところは、一般のばね用鋼材
の表面部での残留応力分布の改善と表面部の硬さの増加
を両立できるようにすることにある。
の表面部での残留応力分布の改善と表面部の硬さの増加
を両立できるようにすることにある。
上記目的を達成するために本発明では、ばね用鋼材を所
定温度まで加熱したのち冷却することによって焼入れま
たは焼入れ後の焼戻し処理を行なう際に、上記焼入れの
冷却途中または焼戻しの過程で上記ばね用鋼材の表面を
ワイヤブラシによってブラッシング加工を行なう。ブラ
ッシングは上記ばね用鋼材のマルテンサイト変態の始ま
るMS点以上の温度域で行なわれる。
定温度まで加熱したのち冷却することによって焼入れま
たは焼入れ後の焼戻し処理を行なう際に、上記焼入れの
冷却途中または焼戻しの過程で上記ばね用鋼材の表面を
ワイヤブラシによってブラッシング加工を行なう。ブラ
ッシングは上記ばね用鋼材のマルテンサイト変態の始ま
るMS点以上の温度域で行なわれる。
C作用〕
上記ブラッシング加工が行なわれたばね用鋼材の表面は
平滑化され、かつ加工熱処理による効果が発揮されるた
め表面部の硬さが内部よりも増加する。こうして表面部
のみが強化されるから、コイルばねやトーションバーの
ように主にねじりや曲げの加わる応力条件下での使用に
対して、強化された表面部が有効に働く。
平滑化され、かつ加工熱処理による効果が発揮されるた
め表面部の硬さが内部よりも増加する。こうして表面部
のみが強化されるから、コイルばねやトーションバーの
ように主にねじりや曲げの加わる応力条件下での使用に
対して、強化された表面部が有効に働く。
なお、本発明によって強化されたばね用鋼材は、コイル
ばねを始めとしてトーションバー、板ばね。
ばねを始めとしてトーションバー、板ばね。
スタビライザ等に適用される。
(実施例〕
第1図に本発明方法の一実施例の工程を示し、第2図に
温am歴を示す。まず適宜の加熱手段によって、ばね用
鋼材をオーステナイト化温度(850℃以上)まで急速
加熱する。上記加熱手段は、例えば電源とこの電源に接
続された一対の電極とを備えて構成され、上記電極をば
ね用鋼材の長手方向に摺接させつつ通電することによっ
て、ばね用鋼材の抵抗加熱を行なう。加熱速度について
は特に限定しないが、通電加熱や高周波誘導加熱のよう
な急速加熱(5(1℃/5eC)の方が炭化物の微細分
散と結晶粒の微細化が促進され、強度が上昇する。
温am歴を示す。まず適宜の加熱手段によって、ばね用
鋼材をオーステナイト化温度(850℃以上)まで急速
加熱する。上記加熱手段は、例えば電源とこの電源に接
続された一対の電極とを備えて構成され、上記電極をば
ね用鋼材の長手方向に摺接させつつ通電することによっ
て、ばね用鋼材の抵抗加熱を行なう。加熱速度について
は特に限定しないが、通電加熱や高周波誘導加熱のよう
な急速加熱(5(1℃/5eC)の方が炭化物の微細分
散と結晶粒の微細化が促進され、強度が上昇する。
上記加熱処理を行なったのちに、適宜の冷却手段によっ
て、ばね用鋼材を上記オーステナイト温度からマルテン
サイト変態の始まるMS点付近まで急冷する。こうして
焼入れが行なわれるとともに、冷却途中のMS点以上で
Ac3点までの温度域(ばね鋼では350〜850℃)
で、所望の材料強度に応じてブラッシング加工が行なわ
れる。すなわち、高強度材になるほど、低温のMS点直
上の温度でブラッシングする。使用されるブラシは、−
例として線径が0.2〜o、7m程度のステンレス鋼製
の多数のワイヤを放射状に配したものであって、モータ
により回転させられてばね用鋼材の表面に強く摺接する
。第3図は焼入れ途中のブラッシング加工材(SLJP
7)の硬さ線図を示している。同図に示されるように、
ブラッシング加工が行なわれる適冷オーステナイト温度
TAとブラッシング加工までの保持時間tに応じて硬さ
くHv )は大きく変化するが、所望のばね性状に応じ
て適冷オーステナイト温度TAと加工までの保持時間t
を選定することができる。
て、ばね用鋼材を上記オーステナイト温度からマルテン
サイト変態の始まるMS点付近まで急冷する。こうして
焼入れが行なわれるとともに、冷却途中のMS点以上で
Ac3点までの温度域(ばね鋼では350〜850℃)
で、所望の材料強度に応じてブラッシング加工が行なわ
れる。すなわち、高強度材になるほど、低温のMS点直
上の温度でブラッシングする。使用されるブラシは、−
例として線径が0.2〜o、7m程度のステンレス鋼製
の多数のワイヤを放射状に配したものであって、モータ
により回転させられてばね用鋼材の表面に強く摺接する
。第3図は焼入れ途中のブラッシング加工材(SLJP
7)の硬さ線図を示している。同図に示されるように、
ブラッシング加工が行なわれる適冷オーステナイト温度
TAとブラッシング加工までの保持時間tに応じて硬さ
くHv )は大きく変化するが、所望のばね性状に応じ
て適冷オーステナイト温度TAと加工までの保持時間t
を選定することができる。
第4図に5UP7のブラッシング加工材の断面内硬さ分
布を示す。同図において、白丸を結んだ線分が上述した
実施例(焼入れの途中でブラッシングしたもの)による
硬さ分布である。黒丸を結んだ線分は、室温でブラッシ
ング加工を行なった場合の硬さ分布を示している。上述
した本発明の一実施例では、焼入れ中にブラッシング加
工を施したことによって、表面の平滑化による残留応力
分布の改善が図れることに加えて、表面部近傍は加工熱
処理を受けたことによって内部側よりも高硬度化が図ら
れており、疲労強度を向上させる上で好都合となってい
る。
布を示す。同図において、白丸を結んだ線分が上述した
実施例(焼入れの途中でブラッシングしたもの)による
硬さ分布である。黒丸を結んだ線分は、室温でブラッシ
ング加工を行なった場合の硬さ分布を示している。上述
した本発明の一実施例では、焼入れ中にブラッシング加
工を施したことによって、表面の平滑化による残留応力
分布の改善が図れることに加えて、表面部近傍は加工熱
処理を受けたことによって内部側よりも高硬度化が図ら
れており、疲労強度を向上させる上で好都合となってい
る。
第5図に、従来のショットピーニングによる残留応力分
布と、本発明のブラッシング加工による残留応力分布を
比較して示す。従来のショットピーニングによる欠点は
、材料の表面近傍で表面粗さが増し、残留応力が若干低
下することである。
布と、本発明のブラッシング加工による残留応力分布を
比較して示す。従来のショットピーニングによる欠点は
、材料の表面近傍で表面粗さが増し、残留応力が若干低
下することである。
これに対し、ブラッシングでは表面が平滑化されるとと
もに表面付近での残留応力の低下がみられないから、上
記した表面部近傍での高硬度化とあいまって、高疲労寿
命を示す要因となる。表面粗さは、ショットピーニング
のみでは最大7μ、平均5μであるのに対して、ワイヤ
ブラッシング加工を加えた本実施例では最大5μ、平均
3μであり、表面の平滑化が充分に認められた。
もに表面付近での残留応力の低下がみられないから、上
記した表面部近傍での高硬度化とあいまって、高疲労寿
命を示す要因となる。表面粗さは、ショットピーニング
のみでは最大7μ、平均5μであるのに対して、ワイヤ
ブラッシング加工を加えた本実施例では最大5μ、平均
3μであり、表面の平滑化が充分に認められた。
−例として5UP7.マイクロビッカース硬さくHMV
)580.引張す強すff8! 200 K9f/11
+1112のばね用鋼材の場合、両撮り疲労試験におけ
る従来のショットピーニング材の疲労限はσwb −±
75Kgf/履2であったのに対し、焼入れの過程でブ
ラッシング加工を行なった本実施例のばね用鋼材の疲労
限はσwb−±82Kgf/jlII+2と良好な結果
が得られた。ちなみに、同一材を用いて室温でブラッシ
ングを行なった場合の疲労限はσwb −±77に9
f / tm 2であり、従来のショットピーニング材
よりは^い値が得られたが、本発明による実施例量の疲
労限よりは劣るものであった。
)580.引張す強すff8! 200 K9f/11
+1112のばね用鋼材の場合、両撮り疲労試験におけ
る従来のショットピーニング材の疲労限はσwb −±
75Kgf/履2であったのに対し、焼入れの過程でブ
ラッシング加工を行なった本実施例のばね用鋼材の疲労
限はσwb−±82Kgf/jlII+2と良好な結果
が得られた。ちなみに、同一材を用いて室温でブラッシ
ングを行なった場合の疲労限はσwb −±77に9
f / tm 2であり、従来のショットピーニング材
よりは^い値が得られたが、本発明による実施例量の疲
労限よりは劣るものであった。
なお上記実施例では焼入れの冷却途中でブラッシング加
工を行なったが、ブラッシングを焼戻し途中で行なって
も同様の効果が得られる。第6図に、焼戻し途中でブラ
ッシング加工を行なう場合の工程を示す。また、ブラッ
シング加工はばね用鋼材の最表面の強化を目的としてい
るから、加熱時に断面全体を加熱する必要はない。この
ため、高周波誘導加熱を用いて表面部のみを加熱し、い
わゆるパターン焼きを行なえば、加熱工程における省エ
ネルギー化が図れると同時に、パターン焼きで発生する
変態ひずみにもとづく圧縮残留応力が付加される意味か
らもすこぶる有効である。
工を行なったが、ブラッシングを焼戻し途中で行なって
も同様の効果が得られる。第6図に、焼戻し途中でブラ
ッシング加工を行なう場合の工程を示す。また、ブラッ
シング加工はばね用鋼材の最表面の強化を目的としてい
るから、加熱時に断面全体を加熱する必要はない。この
ため、高周波誘導加熱を用いて表面部のみを加熱し、い
わゆるパターン焼きを行なえば、加熱工程における省エ
ネルギー化が図れると同時に、パターン焼きで発生する
変態ひずみにもとづく圧縮残留応力が付加される意味か
らもすこぶる有効である。
本発明のブラッシング加工は、コイルばねに限らず、例
えばトーションバーやスタビライザ、板ばねなど、特に
自動車の懸架用ばねの高強度化を図るのに好適である。
えばトーションバーやスタビライザ、板ばねなど、特に
自動車の懸架用ばねの高強度化を図るのに好適である。
コイルばねの場合には、ブラッシングはコイリング後に
行なってもよい。また、ブラッシングはコイルばねの内
径側に行なうと特に有効である。
行なってもよい。また、ブラッシングはコイルばねの内
径側に行なうと特に有効である。
本発明によれば、ばね用鋼材の焼入れ中あるいは焼戻し
中にブラッシング加工を施こすことによって、表面の平
滑化による残留応力分布の改善ならびに表面部の硬さが
増加することの相乗作用により、ばねの^強度化が図れ
る。
中にブラッシング加工を施こすことによって、表面の平
滑化による残留応力分布の改善ならびに表面部の硬さが
増加することの相乗作用により、ばねの^強度化が図れ
る。
第1図は本発明方法の一実施例を示す工程説明図、第2
図は第1図に示された工程におけるばね用鋼材の温度層
層を示す図、第3図は表面硬さと加工までの保持時間と
の関係を示す図、第4図はブラッシング加工されたばね
用鋼材の硬さ分布図、第5図はピーニングが行なわれた
材料とブラッシングが行なわれた材料の残留応力分布を
示す図、第6図は本発明の他の実施例を示す工程説明図
である。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 42図 一時間t (sec) 第3図 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5表面がうの距
離(mm) 待4図 築5図 第6図
図は第1図に示された工程におけるばね用鋼材の温度層
層を示す図、第3図は表面硬さと加工までの保持時間と
の関係を示す図、第4図はブラッシング加工されたばね
用鋼材の硬さ分布図、第5図はピーニングが行なわれた
材料とブラッシングが行なわれた材料の残留応力分布を
示す図、第6図は本発明の他の実施例を示す工程説明図
である。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 42図 一時間t (sec) 第3図 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5表面がうの距
離(mm) 待4図 築5図 第6図
Claims (2)
- (1)ばね用鋼材を所定温度まで加熱したのち冷却する
ことによって焼入れまたは焼入れ後の焼戻し処理を行な
う際に、上記焼入れの冷却途中または焼戻しの過程で上
記ばね用鋼材の表面をワイヤブラシによってブラッシン
グ加工することを特徴とするばね用鋼材の強化方法。 - (2)上記ブラッシング加工を、ばね用鋼材のMs点以
上、Ac_3点以下の温度域において行なうことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のばね用鋼材の強化方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30862086A JPS63162816A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ばね用鋼材の強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30862086A JPS63162816A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ばね用鋼材の強化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63162816A true JPS63162816A (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=17983239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30862086A Pending JPS63162816A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ばね用鋼材の強化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63162816A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10110384A1 (de) * | 2001-03-03 | 2002-09-19 | Stahlwerk Ergste Westig Gmbh | Draht aus rostfreiem Stahl |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30862086A patent/JPS63162816A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10110384A1 (de) * | 2001-03-03 | 2002-09-19 | Stahlwerk Ergste Westig Gmbh | Draht aus rostfreiem Stahl |
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