JP2006152351A - ばね用材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 連続鋳造鋼からなる鋼片を高圧下率で熱間圧延した後に急冷し、フェライト中にマルテンサイトが分散してなる組織の熱延板とし、次いでこの熱延板を一次冷間圧延した後焼鈍し、さらに二次冷間圧延してばね性を有する鋼板に、Znめっきを施し、その上にはんだ性を向上させる表面処理層を形成させる。
【選択図】 なし
Description
本発明のばね用材料の他の特徴点は、上記請求項1のばね用材料において、前記鋼板は、平均粒径が5〜12μmのフェライトと平均粒径が5μm以下のマルテンサイトからなり、マルテンサイトの体積率が30%以下の組織からなることである。
本発明のばね用材料のさらに他の特徴点は、請求項1又は2に記載のばね用材料において、メニスコグラフ法によるはんだ濡れ性が10秒未満であること(請求項3)、Tピール法で測定したはんだ強度が3kgf/7mm以上であること(請求項4)、抗張力:700〜900MPa、硬度HR30T:70〜80であること(請求項5)、または抗張力:900〜1200MPa、硬度HR30T:80〜90であること(請求項6)の一部又は全ての条件を備えていることである。
本発明の前記水系樹脂が水系アクリル樹脂または水系ウレタン樹脂であること(請求項7)が望ましく、そして該水系樹脂に水分散性シリカ及び防錆剤を含有してなることがより望ましい。
本発明のばね用材料の基板となる鋼板としては、板厚:0.05〜0.6mm、抗張力:550〜1200MPa、硬度HR30T:60〜90である鋼板が好ましく、この板厚範囲内において、要求される用途に応じて抗張力:700〜900MPa、硬度HR30T:70〜80である、やや柔らかめなばね性と加工性を有する鋼板、または、抗張力:900〜1200MPa、硬度HR30T:80〜90である硬めなばね性を有する鋼板として使い分けることが好ましい。これらの鋼板は以下のようにして得られる。
Cは冷延鋼板に高い調質度のため、0.03重量%以上であることが望ましい。しかし、Cが0.2重量%を超えると、炭化物析出量が増大し鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明においてはC成分の上限値を0.20重量%とする。
以上のようにしてばね用材料の基板となる鋼板にZnめっきを施し、次いでZnめっき層上にはんだ性を向上させる表面処理層を設けることにより、本発明のばね用材料を得ることができる。
[供試板の作成]
表1に示す化学成分を有する鋼からなる厚さ2.4mmの熱延板を、表2に示す条件で一次冷間圧延しクリーニングして脱脂した後、表2に示す条件で焼鈍し、次いで表2に示す条件で二次冷間圧延して表2に示す板厚、抗張力、および硬度を有する鋼板を作製した。
めっき浴 硫酸亜鉛 250g/L
硫酸アンモニウム 30g/L
pH 3.0
浴温 40℃
電流密度 20A/dm2
めっき量 20g/m2
浴組成 水系ウレタン樹脂 700g/L
水分散性シリカ 200g/L
ロジン−アミン系防錆剤 50g/L
塗布方法 ロールコート
塗布厚さ(乾燥後) 1μm
上記のようにして得られた供試板を、下記の特性について評価した。
(はんだ濡れ性)
メニスコグラフ法(MIL−STD−883B)により、SOLDERCHECKER(MODEL SAT−5000、RHESCA製)を使用し、上記の各供試板から切り出した幅7mmの試片をフラックス(NA−200、タムラ化研製)に浸漬し、その後250℃に保持したはんだ浴(JISZ 3282:H60A)に前記のフラックスを塗布した試片を、浸漬速度2mm/秒で2mm浸漬し、はんだが濡れるまでの時間(ゼロクロスタイム)を測定し、下記に示す基準ではんだ濡れ性を評価した。短時間であるほどはんだ濡れ性が良好であることを示す。なお、試験は試片を恒温恒湿(60℃、95%RH)で500時間経過させた後に実施した。
◎:5秒以下
○:5〜10未満
△:10〜15秒未満
×:15秒以上
上記の各供試板から切り出した幅7mm、長さ50mmの試片をL字型に折り曲げた2つの切り出し片を、評価面を向かい合わせてT字状になるように重ね、T字の縦棒の部分に厚さ0.5mmの鋼板を挟み、T字の縦棒の下部に0.5mmの空隙部を形成した試片を作成した。この試片の空隙部に上記のハンダ濡れ性の評価に用いたのと同様のフラックスを塗布した後、ソルダーチェッカー(SAT−5000、レスカ製)を用い、250℃に保持したはんだ浴(JISZ 3282:H60A)に試片の空隙部を10mmの深さまで浸漬し5秒間保持して空隙部にはんだを充填した後取り出し、Tピール試験片とした。次いでテンシロンを用い、Tピール試験片のT字の横棒の部分をチャックで挟んで引っ張ってT字の縦棒の部分のはんだ充填部を引き剥がし、このときの引張強度をはんだ強度として測定し、下記の基準ではんだ強度の優劣を評価した。
◎:4kgf/7mm以上
○:3〜4kgf/7mm未満
△:1〜3kgf/7mm未満
×:1kgf/7mm未満
これらの評価結果を表4に示す。
Claims (9)
- 板厚:0.05〜0.6mm、抗張力:550〜1200MPa、硬度HR30T:60〜90からなる鋼板の少なくとも片面に、Znめっきとその上にはんだ性を向上させる表面処理層が設けられてなることを特徴とするばね用材料。
- 前記鋼板は、平均粒径が5〜12μmのフェライトと平均粒径が5μm以下のマルテンサイトからなり、マルテンサイトの体積率が30%以下の組織からなる請求項1に記載のばね用材料。
- メニスコグラフ法によるはんだ濡れ性が10秒未満である、請求項1又は2に記載のばね用材料。
- Tピール法で測定したはんだ強度が3kgf/7mm以上である、請求項1〜3の何れかに記載のばね用材料。
- 抗張力:700〜900MPa、硬度HR30T:70〜80である、請求項1〜4のいずれかに記載のばね用材料。
- 抗張力:900〜1200MPa、硬度HR30T:80〜90である、請求項1〜4のいずれかに記載のばね用材料。
- 連続鋳造鋼からなる鋼片を加熱温度1100℃以下、仕上温度Ar3点以上、熱間圧延後急冷し、次いで30〜90%の圧延率で一次冷間圧延し、焼鈍後、圧延率60%以下の圧延率で二次冷間圧延して板厚:0.05〜0.6mm、抗張力:550〜1200MPa、硬度HR30T:60〜90からなる鋼板を得、該鋼板にZnめっきを施し、得られたZnめっき層の上に水系有機樹脂を主原料とする処理液により、はんだ性を向上させる表面処理層を形成してなることを特徴とするばね用材料の製造方法。
- 前記水系樹脂が水系アクリル樹脂または水系ウレタン樹脂である請求項7に記載のばね用材料の製造方法。
- 前記水系樹脂に水分散性シリカ及び防錆剤を含有してなる請求項7又は8に記載のばね用材料の製造方法。
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