JP2510230B2 - 高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法 - Google Patents
高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法Info
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- JP2510230B2 JP2510230B2 JP63006797A JP679788A JP2510230B2 JP 2510230 B2 JP2510230 B2 JP 2510230B2 JP 63006797 A JP63006797 A JP 63006797A JP 679788 A JP679788 A JP 679788A JP 2510230 B2 JP2510230 B2 JP 2510230B2
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- spring
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- high temperature
- springs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用懸架ばねとして用いられる高温へた
り性の優れたばね製造法に関するものである。
り性の優れたばね製造法に関するものである。
（従来の技術） 自転車の走行性能や燃費を向上させるために、自動車
車体の軽量化が進められており、自動車の構成部品の一
つであるばねにおいても軽量化、高応力化が要求されて
いる。特に自動車用懸架ばねの高応力化のためには、耐
へたり性の改善が必要である。
車体の軽量化が進められており、自動車の構成部品の一
つであるばねにおいても軽量化、高応力化が要求されて
いる。特に自動車用懸架ばねの高応力化のためには、耐
へたり性の改善が必要である。
更に最近では自動車の前輪駆動方式が主流となるな
ど、懸架ばねの使用温度条件は苛酷になってきており、
高温域でのへたり性が重要視され、高温へたり性の優れ
たばねの出現が望まれている。
ど、懸架ばねの使用温度条件は苛酷になってきており、
高温域でのへたり性が重要視され、高温へたり性の優れ
たばねの出現が望まれている。
ここで言う「へたり」とはコイルばねが使用中に永久
変形を起こし、その自由高さが変化する現象であり、こ
の耐へたり性の優れたばねが開発されればばねの使用設
計応力を更に上げることが可能となりその結果ばねの軽
量化を図ることが可能である。
変形を起こし、その自由高さが変化する現象であり、こ
の耐へたり性の優れたばねが開発されればばねの使用設
計応力を更に上げることが可能となりその結果ばねの軽
量化を図ることが可能である。
ところで、従来自動車の懸架用のばねは、JIS SUP6〜
７に代表されるSi−Mn系及びSAE9254に代表されるSi−C
r系の鋼種あるいは、最近開発されたこれらの鋼種にNb,
V等の合金元素を添加したばね鋼を用いた熱間あるいは
冷間ばねが使用されている（特公昭59−41502号，特公
昭62−37108号の公報）。
７に代表されるSi−Mn系及びSAE9254に代表されるSi−C
r系の鋼種あるいは、最近開発されたこれらの鋼種にNb,
V等の合金元素を添加したばね鋼を用いた熱間あるいは
冷間ばねが使用されている（特公昭59−41502号，特公
昭62−37108号の公報）。
熱間ばねは上記ばね鋼を熱間でばねに成型後、焼入・
焼戻処理、室温でのセッチング、ショット，塗装工程を
経て製造されている。又冷間ばねは焼入，焼戻処理した
ばね鋼線（いわゆるOT線）を冷間でばねに成型後低温で
の歪取り焼鈍、ショット、セッチング、塗装の工程で作
られている。
焼戻処理、室温でのセッチング、ショット，塗装工程を
経て製造されている。又冷間ばねは焼入，焼戻処理した
ばね鋼線（いわゆるOT線）を冷間でばねに成型後低温で
の歪取り焼鈍、ショット、セッチング、塗装の工程で作
られている。
いずれの工程で作ったばねでも、従来のばね鋼を室温
でのセッチングによる方法で製造したばねでは、へたり
に対する厳しい要求に対して、満足できる結果が得られ
なかったのが現状である。
でのセッチングによる方法で製造したばねでは、へたり
に対する厳しい要求に対して、満足できる結果が得られ
なかったのが現状である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の如く最近問題となってきた高温でのへ
たり性を改善したばねの製造方法に関するものである。
たり性を改善したばねの製造方法に関するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明者等は上記の問題点を解決するため研究を重ね
発明を成し遂げた。
発明を成し遂げた。
即ち重量％で C:0.40〜0.85 Si:0.10〜1.50 Mn:0.30〜1.50 Cr:0.10〜1.00 Al:0.015未満 N:0.0060〜0.0200 を含み、残りは実質的にFeよりなる鋼を、熱間ばねでは
熱間成型、焼入焼戻後、冷間ばねの場合は焼入焼戻した
鋼線を冷間で成型後、80〜400℃に加熱しその温度域に
おいて、当該ばねに剪断歪で0.005〜0.030のセッチング
歪を与えることを特徴とする高温へたり性の優れた自動
車用懸架ばねの製造方法である。
熱間成型、焼入焼戻後、冷間ばねの場合は焼入焼戻した
鋼線を冷間で成型後、80〜400℃に加熱しその温度域に
おいて、当該ばねに剪断歪で0.005〜0.030のセッチング
歪を与えることを特徴とする高温へたり性の優れた自動
車用懸架ばねの製造方法である。
第１図は第１表に示す化学成分を有する直径11mmの線
材を900℃に加熱焼入後種々の温度で焼戻すことにより
硬さを調節した線材を25,100,150℃の温度で剪断歪γで
0.019の捩り歪を与えた後、80℃で練りクリープ試験を
行い96Hr経過後の残留剪断歪量を測定した結果である。
図から明らかなように、鋼を150℃で歪を与えた場
合、現在の標準ばねであるのSUP7鋼を常温（25℃）で
セッチングしたものより、残留剪断歪が小さくへたり性
が優れていることが判る。
材を900℃に加熱焼入後種々の温度で焼戻すことにより
硬さを調節した線材を25,100,150℃の温度で剪断歪γで
0.019の捩り歪を与えた後、80℃で練りクリープ試験を
行い96Hr経過後の残留剪断歪量を測定した結果である。
図から明らかなように、鋼を150℃で歪を与えた場
合、現在の標準ばねであるのSUP7鋼を常温（25℃）で
セッチングしたものより、残留剪断歪が小さくへたり性
が優れていることが判る。
本発明者等は、高温でのへたり改善に対するこのよう
な新しい知見をもとに本発明を完成した。
な新しい知見をもとに本発明を完成した。
（作 用） 以下に本発明で規定している各発明構成因子の作用限
定理由について説明する。
定理由について説明する。
Ｃは材料の焼入性、強度を左右する元素で、0.40％以
下ではばねとして必要な硬さを得ることが出来ない。ま
た0.85％を越えるとばねの靭性が低下して脆くなるため
避けなければならない。
下ではばねとして必要な硬さを得ることが出来ない。ま
た0.85％を越えるとばねの靭性が低下して脆くなるため
避けなければならない。
Siは脱酸剤、焼入性の確保、へたり性の向上のため必
要で、0.10％未満では、脱酸剤として不 十分で又1.50％を越えてもへたり向上効果が飽和するの
で上限を1.50％とした。
要で、0.10％未満では、脱酸剤として不 十分で又1.50％を越えてもへたり向上効果が飽和するの
で上限を1.50％とした。
Mnは脱酸剤として、また焼入性を確保し所定の硬さの
ばねを得るため必要である。0.30％未満では脱酸剤とし
ての効果が十分得られない。1.50％を越えて添加しても
それ以上の効果が得られないので特許請求の範囲から除
いた。
ばねを得るため必要である。0.30％未満では脱酸剤とし
ての効果が十分得られない。1.50％を越えて添加しても
それ以上の効果が得られないので特許請求の範囲から除
いた。
CrはSiが高い場合出現し易い黒鉛の析出を防止すると
共に、Si,Mnと同じく焼入性を上げ、所定の硬さを得る
ため必要である。このため0.10％以上必要であり、又1.
00％を越えて添加してもそれ以上の効果が得られないた
め特許請求の範囲から除いた。
共に、Si,Mnと同じく焼入性を上げ、所定の硬さを得る
ため必要である。このため0.10％以上必要であり、又1.
00％を越えて添加してもそれ以上の効果が得られないた
め特許請求の範囲から除いた。
Ｎは80〜400℃でのセッチング歪を有効にばねのへた
り改善に作用させるため必要で、0.0060％以下ではその
効果が不十分で、又0.0200％を越えてもそれ以上の効果
が得られない。
り改善に作用させるため必要で、0.0060％以下ではその
効果が不十分で、又0.0200％を越えてもそれ以上の効果
が得られない。
AlはＮと結合してAlNとなり結晶粒微細化に寄与する
が、しかしAlを過度に多くするとこのAlN結合のためへ
たり性の改善に必要な固容Ｎが減少するのでAl量の上限
を0.015％未満とした。
が、しかしAlを過度に多くするとこのAlN結合のためへ
たり性の改善に必要な固容Ｎが減少するのでAl量の上限
を0.015％未満とした。
本発明のもう一つのポイントは、以上の如く化学成分
を制御した鋼をばねに成型後80〜400℃の温度域で所定
の歪を付加することにある。
を制御した鋼をばねに成型後80〜400℃の温度域で所定
の歪を付加することにある。
歪を与える温度域は80〜400℃の範囲である。ここで8
0℃より低い温度域で歪を加えても、十分なへたりの改
善効果が得られない。又400℃を越えた温度に加熱して
歪を与えてもそれ以上の効果が得られないし、ばねの曲
がり等の問題も生じてくるので避けなければならない。
0℃より低い温度域で歪を加えても、十分なへたりの改
善効果が得られない。又400℃を越えた温度に加熱して
歪を与えてもそれ以上の効果が得られないし、ばねの曲
がり等の問題も生じてくるので避けなければならない。
与えるセッチング歪の量は、剪断歪で0.005〜0.030の
範囲の歪である。与える歪の量が0.005より小さい場合
へたり改善効果が十分でない。また0.030を越えて歪を
与えてもそれ以上の効果が得られないし、ばねの形状に
よっては密着してしまうので避けなければならない。
範囲の歪である。与える歪の量が0.005より小さい場合
へたり改善効果が十分でない。また0.030を越えて歪を
与えてもそれ以上の効果が得られないし、ばねの形状に
よっては密着してしまうので避けなければならない。
ばねはいわゆる熱間ばねと冷間ばねと呼ばれる二種類
のばねの製造方法が知られているが、上記の歪を与える
時期は、熱間ばねでは熱間で成型し焼入・焼戻処理した
後であり、冷間ばねでは焼入・焼戻処理した鋼線（いわ
ゆるOT線）を冷間でばねに成型し低温焼鈍した後に付与
する。
のばねの製造方法が知られているが、上記の歪を与える
時期は、熱間ばねでは熱間で成型し焼入・焼戻処理した
後であり、冷間ばねでは焼入・焼戻処理した鋼線（いわ
ゆるOT線）を冷間でばねに成型し低温焼鈍した後に付与
する。
（実施例） 以下に実施例を挙げて更に本発明を説明する。
第２表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、通常の方
法で直径12.8mmの線材に圧延した。この線材から、線径
12.5mm、コイル平均径140mm、高さ370mmの自動車用の懸
架ばねを熱間で成型し、焼入・焼戻処理でHRC52.5の硬
さに調節した。
法で直径12.8mmの線材に圧延した。この線材から、線径
12.5mm、コイル平均径140mm、高さ370mmの自動車用の懸
架ばねを熱間で成型し、焼入・焼戻処理でHRC52.5の硬
さに調節した。
このばねを第３表に示す条件で剪断歪で0.019のセッ
チングを行った。この後ショット投射、塗装、焼き付け
処理を行ない、懸架ばねとした。
チングを行った。この後ショット投射、塗装、焼き付け
処理を行ない、懸架ばねとした。
耐へたり性を評価するため100℃において、試験応力
が115kg/mm2となるような締めつけ試験を96時間を行な
い、その時のへたり量（残留剪断歪）を比較した。その
結果を第３表に示す。
が115kg/mm2となるような締めつけ試験を96時間を行な
い、その時のへたり量（残留剪断歪）を比較した。その
結果を第３表に示す。
第３表の結果から明らかな如く、本発明方法によるば
ねは、現行のばねに比べ、同等以上のへたり特性を有し
ていることが判る。
ねは、現行のばねに比べ、同等以上のへたり特性を有し
ていることが判る。
（発明の効果） 本発明を実施することにより、従来高価な高合金のば
ね鋼を使って製造していたのに代って、安価な方法でへ
たり性の優れた自動車懸架用のばねを製造することが出
来る。
ね鋼を使って製造していたのに代って、安価な方法でへ
たり性の優れた自動車懸架用のばねを製造することが出
来る。
第１図は各セッチング温度における残留剪断歪量を示す
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 1/02 Ｆ１６Ｆ 1/02 Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で C:0.40〜0.85 Si:0.10〜1.50 Mn:0.30〜1.50 Cr:0.10〜1.00 Al:0.015未満 N:0.0060〜0.0200 を含み、残りはFe及び不可避的不純物からなる鋼を、熱
間ばねでは熱間成型、焼入焼戻後、冷間ばねの場合は焼
入焼戻した鋼線を冷間で成型後、80〜400℃に加熱しそ
の温度域において、当該ばねに剪断歪で0.005〜0.030の
セッチング歪を与えることを特徴とする高温へたり性の
優れた自動車用懸架ばねの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006797A JP2510230B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006797A JP2510230B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184223A JPH01184223A (ja) | 1989-07-21 |
| JP2510230B2 true JP2510230B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=11648168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63006797A Expired - Fee Related JP2510230B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510230B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4558183B2 (ja) * | 2000-12-14 | 2010-10-06 | 中央発條株式会社 | 弁ばねの製造方法 |
| EP1347069B1 (en) | 2000-12-20 | 2007-11-07 | Nippon Steel Corporation | High-strength spring steel and spring steel wire |
| JP6208611B2 (ja) | 2014-03-31 | 2017-10-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れた高強度鋼材 |
| JP6477007B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2019-03-06 | 愛知製鋼株式会社 | 板ばね及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57164928A (en) * | 1981-04-01 | 1982-10-09 | Daido Steel Co Ltd | Production of steel strip |
| JPS62156251A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Aichi Steel Works Ltd | 耐へたり性の優れたばね用鋼 |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP63006797A patent/JP2510230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01184223A (ja) | 1989-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |