JP2563601B2 - 平線の製造方法 - Google Patents

平線の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はスタータ用あるいはリトラクタ用ぜんまいば
ね材等として用いられる平線の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来のぜんまいばね材等に用いられる平線の製造方法
は、母材ロッドを所定の線径に伸線した後熱処理し、次
に圧延ロールで繰返し圧延して所定の幅、厚さの寸法に
仕上げるか、または、伸線後中間圧延して、次に熱処理
し、次に圧延ロールで繰返し圧延して所定の寸法に仕上
げる方法が採られていた。
(発明が解決しようとする課題) しかるに、幅/厚みが10以上の平線を製造する場合
は、熱処理で材料硬度を下げるために圧延時に結晶組織
が長さ方向に伸ばされ易く、しかも幅方向の両端のエッ
ジ部は特に結晶組織の流れが大きくなり平線の幅の中央
部と両端エッジ部の結晶粒の流れは第4図に示すように
なる。このため中央部とエッジ部との結晶粒の伸びの差
が大きくエッジ部の結晶組織が破壊されるために、これ
が原因でエッジ割れ発生の原因となる。これは、特に、
スタータ用ぜんまいばね材、リトラクタ用ぜんまいばね
材として耐久性が重要視される平線には大きな問題であ
る。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、平線の幅方向の端
部でエッジ割れを発生せず、しかも平線の曲げ強度を向
上させ繰返し疲労限を向上させた平線の製造方法を提供
するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の平線の製造方法は、母材を熱処理して一次ソ
ルバイト結晶粒を生成させた中間線素材を伸線して硬度
(Hv)300〜450の線素材とし、次にこの線素材を強圧下
率で圧延して線素材の一次ソルバイト結晶粒を幅方向に
拡大させた平線材とし、次にこの平線材の幅方向の両端
部にロール加工を施し幅方向の両端部の結晶粒を平線材
の長さ方向に伸張させ、次に引続いて圧下率の小さい圧
延加工と幅方向の両端部のロール加工とを繰返して行な
うものである。
(作用) 本発明の平線の製造方法は、母材を熱処理することに
より一次ソルバイト結晶粒が生成され、次にこの一次ソ
ルバイト結晶粒を有する中間線素材を伸線した線素材を
強圧下率で圧延加工することにより一次ソルバイト結晶
粒が幅方向に拡大した平線材が得られ、この平線材の幅
方向の両端に端部加工を施すことにより平線材の結晶粒
が幅方向の両端部では長さ方向に伸びた繊維状になる。
このため強加工時にエッジ割れが防止されるとともに
曲げ応力が向上し耐疲労性が大となる。
さらに、線素材の硬度(Hv)を300〜450として、線素
材の硬度が300以下になると、最初の強圧下率加工時
に、圧延された平線材の幅が凹凸して不揃いになりかつ
圧延時の平線材の結晶粒が長さ方向に流れ易く、特に幅
/厚さが大きい平線を製造する場合には、幅広がりが少
なくなるため総加工率を上げる必要があり、このため端
部の加工がオーバーになり、割れ発生の原因となるのを
防止する。
さらに線素材の硬度(Hv)が450以上になると、強圧
下の際材料組織自体にファイバー化がかなり進んでいる
ので、強加工に組織が追随せず、結晶粒の破砕を生じ易
い。このため平線材が二層、三層に剥れる現象を生じ、
不良品発生の原因となるがこのような現象の発生を防止
する。
また、平線材の端部加工にエッジングロール加工を用
いることにより平線材の両端部の結晶粒が長さ方向に伸
張される。
(実施例) 本発明の平線の製造方法の一実施例を図によって説明
する。
(1)6.4mmφのロッド(SWRH67A)よりなる母材1を伸
線して、4.2mmφ、硬度(Hv)約350の中間線素材2を得
る。
(2)次に中間線素材2を熱処理して一次ソルバイト結
晶組織を生成させる。熱処理は、鉛パテンティング、ま
たは空気パテンティングにより、T/S:約110〜120kg/mm2
とする。
鉛パテンティングは、中間線素材2を850℃〜900℃に
加熱後、400℃〜500℃の鉛溶融液中に焼入れする。
空気パテンティングは上述の鉛焼入れと同効果を得る
ように空気により冷却する熱処理後の中間線素材2はス
ケール除去のための洗滌、表面潤滑剤コーティング等の
後処理を行なう。
(3)次に中間線素材2を伸線して一次ソルバイト結晶
組織を有する2.5mmφの線素材3を得る。得られた線素
材3は、 T/S:150〜155kg/mm2 硬 度:約400(Hv) である。
(4)次に線素材3を1パスで強圧下率(60%)の圧延
加工を行ない、厚さ1.0mm、幅6.0mm、硬度(HV)約500
の平線材4を得る。このとき平線材4の一次ソルバイト
結晶粒は幅方向に伸ばされる。強圧下の圧下率は50〜70
%で、50%以下になると結晶粒を幅方向に拡大させる効
果がなく70%以上になると結晶粒が破壊されてしまう。
使用される圧延ロールの径は大きい程幅広がり率は大
きいが、製品寸法及びその精度上の問題から次の範囲が
適当である。
また平線をリングやぜんまいばねに加工して機器に装
着した場合に折損し易い箇所は、平線の幅の両端部や平
坦部と彎曲部との境界であり、この部分の面粗度が大で
あると折損の原因となる。
このため線素材3の面粗度は6μ以下、圧延ロールの
面粗度は1μ以下が望ましく、圧延ロールとしては超鋼
素材ロールが好適である。
(5)次に得られた平線材4の幅方向の両端部5,5をエ
ッジングロール6,6の溝7,7に嵌合させてエッジングロー
ル加工を施す。エッジングロール加工によって平線材4
の幅方向の端部5の結晶粒が平線材4の長さ方向に繊維
状に伸ばされるとともに幅寸法精度が向上される。エッ
ジングロール6による加工度は結晶粒の破壊を防止する
ために70%以下が望ましい。
(6)次に所定の平線材4aの寸法(厚さ0.6mm、幅6.8m
m)を得るために最初と同様の径大圧延ロールを用いて
繰返し成形圧延(2、3回パス)を行なう。
(7)次に所定の平線製品4bの寸法(厚さ0.2mm、幅7.0
mm)の公差範囲内に入るように前述の圧延ロールよりも
小径の圧延ロールを用いて繰返し仕上げの圧延(3、4
回パス)を行ない精度を高めて、第2図に示す製品4bを
得る。仕上げの圧延は1パスの圧下率は20〜30%であ
る。また、この仕上げ圧延の場合も1パス毎に平線材4a
にエッジングロール加工を行なう。
なお、以上の実施例は、母材1を伸線した後熱処理し
て一次ソルバイト結晶粒を生成した中間線素材を形成し
ているが、母材1を熱処理した後伸線して一次ソルバイ
ト結晶粒を有する中間線素材2を形成する場合もある。
上述のようにして得られた製品4bの結晶組織は製品4b
の幅lの中央部においては結晶粒が幅方向に拡開した状
態であり、製品の幅l端部では結晶粒が長さ方向に伸び
て繊維状になっている。この繊維状の部分は、製品4bの
幅l方向の端部から中央に向って0.1〜0.2mmの幅である
と、製品4bより得られたぜんまいばねの曲げ、耐疲労性
に対して適当である。
この製品4bの結晶粒の流れの方向を図示すると第3図
のようになる。
この第3図を従来例の第4図と比較すると、従来例は
平線の幅方向の中央部でも端部でも結晶粒が平線の長さ
方向に伸びているのに比べ、本発明の実施例による製品
4bは幅方向の中央部での結晶粒の長さ方向の伸びはな
く、端部における結晶粒の長さ方向の伸びも従来例に比
べて少いことがわかる。
また実施例の製品4bを用い製作したぜんまいばねのト
ルクは従来法によるものの1.2〜1.5倍、耐久性は3倍〜
5倍になる。
また製品4bの厚さtが0.5mm以上の場合は平線材4の
厚さの上下面にもエッチングロール加工が可能であり、
この場合は、製品4bの上下面a,bの結晶粒を長さ方向に
伸びた繊維状にすることができる。
(発明の効果) 本発明によれば、母材を熱処理により一次ソルバイト
結晶粒を生成させ、さらに伸線した線素材を先ず強圧下
率で圧延することで平線材の幅方向の中央の結晶粒を幅
方向に拡開させ、次に平線材の幅方向の両端部の結晶粒
を長さ方向に伸長させる加工をすることにより端部の結
晶粒のみを製品の長さ方向に沿って繊維状に伸長させた
ため、製品の結晶粒破壊が防止され、エッジ割れが発生
せず平線の曲げ強さを向上させ繰返し疲労限が向上す
る。
また線素材の硬度(HV)を300〜450にしたから最初の
強圧下率加工に際してHv300以下では強圧下によって平
線材の幅の両端が凹凸状になり結晶粒が破壊し易くなる
がそのようなことがなく、450以上では強圧下時に平線
材が層状になって剥離するがそのようなおそれがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の平線の製造方法の一実施例を示す製造
工程図、第2図は製品の一部の斜視図、第3図は本発明
の方法による平線の結晶粒流れの方向を示す図表、第4
図は従来法による平線の結晶粒流れの方向を示す図表で
ある。 1……母材、2……中間線素材、3……線素材、4……
平線材、6……エッジングロール。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】母材を熱処理して一次ソルバイト結晶粒を
    生成させた中間線素材を伸線して硬度(Hv)300〜450の
    線素材とし、次にこの線素材を強圧下率で圧延して線素
    材の一次ソルバイト結晶粒を幅方向に拡大させた平線材
    とし、次にこの平線材の幅方向の両端部にロール加工を
    施し幅方向の両端部の結晶粒を平線材の長さ方向に伸長
    させ、次に引続いて圧下率の小さい圧延加工と幅方向の
    両端部のロール加工とを繰返して行なうことを特徴とす
    る平線の製造方法。
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