JP2803861B2 - 極細鋼線の張力下ショットピーニング方法 - Google Patents
極細鋼線の張力下ショットピーニング方法Info
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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、極細鋼線の張力下ショットピーニング方法
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］ 鋼表面にショットピーニングを施すことにより、応力
腐食抵抗、疲労特性を改善させることは広く知られてい
る。これまでショットピーニング方法としては、鋼板、
鋼管などの、いわゆるショット球の球径に対して十分な
衝突面積をもった材料に対するものが一般的であった。
腐食抵抗、疲労特性を改善させることは広く知られてい
る。これまでショットピーニング方法としては、鋼板、
鋼管などの、いわゆるショット球の球径に対して十分な
衝突面積をもった材料に対するものが一般的であった。
最近、鋼線に対する疲労特性の改善要求が強く、特
に、線径0.5mm以下の極細鋼線は、スチームタイヤコー
ドに代表されるように、高張力かつ高疲労特性をあわせ
もつことが必要となってきた。しかし、疲労特性改善と
しての、工業的に利用できるショットピーニング方法は
なかった。
に、線径0.5mm以下の極細鋼線は、スチームタイヤコー
ドに代表されるように、高張力かつ高疲労特性をあわせ
もつことが必要となってきた。しかし、疲労特性改善と
しての、工業的に利用できるショットピーニング方法は
なかった。
円筒状のものへのショットピーニング方法としては、
特公昭56−4607号公報（管のショットピーニング法およ
びその装置）に示されるように、中心点の周りに同心的
に配置され中心点に向けられた多数のノズルよりショッ
ト球を投射するにあたり、隣接のノズルからショットさ
れたショット球が相互衝突しないようにノズルに、横側
へわずかに傾斜をあたえ、相互干渉を防ぐ工夫を行った
ものがある。
特公昭56−4607号公報（管のショットピーニング法およ
びその装置）に示されるように、中心点の周りに同心的
に配置され中心点に向けられた多数のノズルよりショッ
ト球を投射するにあたり、隣接のノズルからショットさ
れたショット球が相互衝突しないようにノズルに、横側
へわずかに傾斜をあたえ、相互干渉を防ぐ工夫を行った
ものがある。
しかし、ノズルを傾斜させると、鋼線の長手方向に対
し、ショット球が斜め方向から衝突し、極細鋼線の場
合、ノッチ効果があらわれ、引張強度の低下がおこるた
め適用できない。しかもこの場合は、ショットピーニン
グの際円周方向の全領域をショットピーニングしなけれ
ばならないため、ノズルを多数必要とする。極細鋼線の
場合、ショットピーニングは一般的なノズル内径２〜6m
mからの投射であるので、線径0.5mm以下の極細鋼線を十
分に覆うことができ、ノズルの配置数は多く必要としな
い。
し、ショット球が斜め方向から衝突し、極細鋼線の場
合、ノッチ効果があらわれ、引張強度の低下がおこるた
め適用できない。しかもこの場合は、ショットピーニン
グの際円周方向の全領域をショットピーニングしなけれ
ばならないため、ノズルを多数必要とする。極細鋼線の
場合、ショットピーニングは一般的なノズル内径２〜6m
mからの投射であるので、線径0.5mm以下の極細鋼線を十
分に覆うことができ、ノズルの配置数は多く必要としな
い。
従来、太物鋼線、鋼板、鋼管などのショットピーニン
グでは、ショット中に対象物が弛緩するということはな
いため荷重を付加する必要はなかった。しかし、極細鋼
線のショットピーニングを行う場合、極細鋼線が弛緩す
るため、従来のショットピーニング方法は適用できな
い。さらに特公昭56−4607号公報（管のショットピーニ
ング法およびその装置）では、ショット球および表面凹
凸に関しての限定はない。極細鋼線に適用する場合、こ
れらの限定なしでは、疲労特性改善効果は得られない。
グでは、ショット中に対象物が弛緩するということはな
いため荷重を付加する必要はなかった。しかし、極細鋼
線のショットピーニングを行う場合、極細鋼線が弛緩す
るため、従来のショットピーニング方法は適用できな
い。さらに特公昭56−4607号公報（管のショットピーニ
ング法およびその装置）では、ショット球および表面凹
凸に関しての限定はない。極細鋼線に適用する場合、こ
れらの限定なしでは、疲労特性改善効果は得られない。
［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の、管のショットピーニング方法を
極細鋼線に適用する場合、鋼線の長手方向に対し、ショ
ット球が垂直に衝突しないと、ノッチ効果があらわれる
ため、引張強さの低下がおこり、また、極細鋼線はその
線径が0.5mm以下と細いために、引張荷重を付加しない
と、ショット球の衝突により弛緩してしまい、適正なシ
ョット効果が得られない。
極細鋼線に適用する場合、鋼線の長手方向に対し、ショ
ット球が垂直に衝突しないと、ノッチ効果があらわれる
ため、引張強さの低下がおこり、また、極細鋼線はその
線径が0.5mm以下と細いために、引張荷重を付加しない
と、ショット球の衝突により弛緩してしまい、適正なシ
ョット効果が得られない。
さらに従来では鋼板、鋼管などのショット球径よりも
広い領域へのショットピーニングであるのに対し、極細
鋼線の場合はショット球径にくらべ、十分な衝突面積が
ないために、ショット球径に限定範囲が必要となる。
広い領域へのショットピーニングであるのに対し、極細
鋼線の場合はショット球径にくらべ、十分な衝突面積が
ないために、ショット球径に限定範囲が必要となる。
また、従来の鋼板、鋼管のショットピーニング方法で
は、応力腐食抵抗および疲労特性の改善として、表面凹
凸に関する記載はないが、極細鋼線に通用する場合、表
面凹凸が大きくなると破断が生じるために、表面凹凸の
範囲が必要となる。
は、応力腐食抵抗および疲労特性の改善として、表面凹
凸に関する記載はないが、極細鋼線に通用する場合、表
面凹凸が大きくなると破断が生じるために、表面凹凸の
範囲が必要となる。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、疲労特性が改善できる極細鋼線の
張力下ショットピーニング方法を提供することを目的と
する。
めになされたもので、疲労特性が改善できる極細鋼線の
張力下ショットピーニング方法を提供することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、極細鋼線の張力下、ショットピーニング方
法であり、下記の構成を結合したものである。すなわ
ち、 極細鋼線が弛緩しないよう、引張破断荷重の20〜90％
の荷重を積極的に付加すること。
法であり、下記の構成を結合したものである。すなわ
ち、 極細鋼線が弛緩しないよう、引張破断荷重の20〜90％
の荷重を積極的に付加すること。
極細鋼線の円周方向に対して、等角度に３方向以上、
同時に長手方向に対してノズル外径以上ずらして、極細
鋼線に対して垂直にショットピーニングするようにノズ
ルを配置すること。
同時に長手方向に対してノズル外径以上ずらして、極細
鋼線に対して垂直にショットピーニングするようにノズ
ルを配置すること。
ショット球は、球径が線径以下でかつ表面硬度がHv60
0以上であること。
0以上であること。
ショットピーニングにより、表面凹凸が20μｍ以下に
なること。
なること。
である。
以上について限定理由を説明する。
まず、極細鋼線が弛緩しないように付加する、引張破
断荷重の20〜90％の荷重であるが、この荷重の20％以下
では、ショット中において、鋼線が弛緩し、十分なショ
ット効果が得られない。またこの荷重の90％以上の荷重
を付加すると、ショットピーニング中において、動的引
張強さが、静的引張強さの90％以上になるため、破断が
生ずる。
断荷重の20〜90％の荷重であるが、この荷重の20％以下
では、ショット中において、鋼線が弛緩し、十分なショ
ット効果が得られない。またこの荷重の90％以上の荷重
を付加すると、ショットピーニング中において、動的引
張強さが、静的引張強さの90％以上になるため、破断が
生ずる。
次にノズルの配置であるが、第１図に示すように、極
細鋼線３にショットピーニングするにあたり、極細鋼線
３を中心にしてその円周方向に対して等角度で３方向以
上必要である。第１図ではノズル４を３個、120゜角度
で配置した。円周方向に均一にショット球５をショット
ピーニングするにはノズルは等角度に配置することが必
要である。また、２方向からのショットピーニングで
は、衝突部分にムラが多く、疲労特性を改善させるに
は、円周方向に十分な圧縮残留応力が付与できない。そ
のため少なくとも３方向以上必要である。
細鋼線３にショットピーニングするにあたり、極細鋼線
３を中心にしてその円周方向に対して等角度で３方向以
上必要である。第１図ではノズル４を３個、120゜角度
で配置した。円周方向に均一にショット球５をショット
ピーニングするにはノズルは等角度に配置することが必
要である。また、２方向からのショットピーニングで
は、衝突部分にムラが多く、疲労特性を改善させるに
は、円周方向に十分な圧縮残留応力が付与できない。そ
のため少なくとも３方向以上必要である。
さらに、これらのノズルは、第２図に示すように隣接
ノズルからの投射による干渉を防ぐために、各ノズル４
を鋼線３の長手方向にノズル外径以上ずらして配置し、
また斜方向からの衝突によるノッチ効果を防ぐために極
細鋼線の長手方向に対して垂直にショット球５を投射す
る。
ノズルからの投射による干渉を防ぐために、各ノズル４
を鋼線３の長手方向にノズル外径以上ずらして配置し、
また斜方向からの衝突によるノッチ効果を防ぐために極
細鋼線の長手方向に対して垂直にショット球５を投射す
る。
ショット球５は、線径以下でないと、単位時間当りの
衝突回数が少なく、また鋼線表面に均一な圧縮残留応力
を与えられない。ショット球の表面硬度は、最低Hv600
必要である。極細鋼線では、表面硬度が最も硬くてHv60
0程度である。そのため、ショット球の表面硬度が鋼線
硬度より低いと十分な圧縮残留応力が付与できない。ま
た、表面凹凸は20μｍ以下にすることが必要である。そ
れ以上では、ノッチ効果により、引張強さが低下する。
衝突回数が少なく、また鋼線表面に均一な圧縮残留応力
を与えられない。ショット球の表面硬度は、最低Hv600
必要である。極細鋼線では、表面硬度が最も硬くてHv60
0程度である。そのため、ショット球の表面硬度が鋼線
硬度より低いと十分な圧縮残留応力が付与できない。ま
た、表面凹凸は20μｍ以下にすることが必要である。そ
れ以上では、ノッチ効果により、引張強さが低下する。
実施例により本発明の効果を示す。
［実施例］ 線径0.5mm以下のSWRH82A極細鋼線を用い、第２図に示
すように巻き付け径が100mmの鉄製サプライボビン１か
ら、線速5m/minで送り出し、サプライボビンと同材質の
巻きとりボビン２で巻きとりながら本発明のショットピ
ーニング試験を行った。
すように巻き付け径が100mmの鉄製サプライボビン１か
ら、線速5m/minで送り出し、サプライボビンと同材質の
巻きとりボビン２で巻きとりながら本発明のショットピ
ーニング試験を行った。
使用した装置は、張力制御が可能であり、ショット圧
力は０〜5kg/cm2である。ノズルの外径は15mm、内径は3
mmである。これに使用したノズルを第３図に示す。
力は０〜5kg/cm2である。ノズルの外径は15mm、内径は3
mmである。これに使用したノズルを第３図に示す。
第１表に各種の試験条件と試験結果を、本発明と比較
例を併せて示す。
例を併せて示す。
比較１では、円周方向のショットノズルが２つのた
め、十分な圧縮残留応力が与えられず、疲労限は改善さ
れなかった。
め、十分な圧縮残留応力が与えられず、疲労限は改善さ
れなかった。
比較２では、ショットノズルは３つでもそれぞれのノ
ズル間の間隔が一定していないために、円周方向におい
て圧縮残留応力にムラができ、十分な疲労特性改善がな
されなかった。
ズル間の間隔が一定していないために、円周方向におい
て圧縮残留応力にムラができ、十分な疲労特性改善がな
されなかった。
比較３では、長手方向のノズル間隔がノズル径以下の
ため隣りのショットノズルから投射されたショット球が
相互衝突し、効果が減少した。
ため隣りのショットノズルから投射されたショット球が
相互衝突し、効果が減少した。
比較４では、鋼線に対して、垂直な角度でショット球
が衝突しないため、鋼線表面にノッチ効果があらわれ、
引張強さの低下、疲労限の低下を招いた。
が衝突しないため、鋼線表面にノッチ効果があらわれ、
引張強さの低下、疲労限の低下を招いた。
比較５では、ショット球径が線径より大きいため、鋼
線表面に均一な圧縮残留応力を付与できなかった。
線表面に均一な圧縮残留応力を付与できなかった。
比較６では、ショット球の表面硬度が、鋼線表面硬度
より低いために十分な圧縮残留応力が付与できず、効果
がなかった。
より低いために十分な圧縮残留応力が付与できず、効果
がなかった。
比較７では、最大凹凸が20μｍ以上になったため、ノ
ッチ効果があらわれて、疲労限の低下を招いた。
ッチ効果があらわれて、疲労限の低下を招いた。
比較８では、付加荷重が引張破断荷重の20％以下なの
で、鋼線が弛緩し、十分な効果が得られなかった。
で、鋼線が弛緩し、十分な効果が得られなかった。
比較９では、付加荷重が引張破断荷重の90％をこえ、
ショットピーニング中において破断が生じた。
ショットピーニング中において破断が生じた。
次に、比較10、11は、それぞれ比較８、９との線径の
違いによる、付加荷重の影響を調べたものである。比較
10では、比較８と同様に付加荷重が20％以下のために弛
緩し、十分な圧縮残留応力が得られず、比較11ではこれ
とは逆に比較９と同様、付加荷重が90％以上と、大きす
ぎるために試験中、極細鋼線の破断が生じた。このよう
に、線径が異なる場合においても、付加荷重が20〜90％
でなければ疲労特性の改善がはかれないことがわかる。
違いによる、付加荷重の影響を調べたものである。比較
10では、比較８と同様に付加荷重が20％以下のために弛
緩し、十分な圧縮残留応力が得られず、比較11ではこれ
とは逆に比較９と同様、付加荷重が90％以上と、大きす
ぎるために試験中、極細鋼線の破断が生じた。このよう
に、線径が異なる場合においても、付加荷重が20〜90％
でなければ疲労特性の改善がはかれないことがわかる。
比較12は、比較５との線径の違いによるショット球径
の影響を調べたものである。やはり表面に均一な圧縮残
留応力が付与できず、疲労限の改善はなかった。このよ
うに線径が異なる場合でも、線径よりもショット球径が
大きいと疲労限の改善は、はかれない。
の影響を調べたものである。やはり表面に均一な圧縮残
留応力が付与できず、疲労限の改善はなかった。このよ
うに線径が異なる場合でも、線径よりもショット球径が
大きいと疲労限の改善は、はかれない。
比較13は比較７との線径の違いによる最大凹凸の影響
を調べたものである。比較13では、比較７と同様、最大
凹凸が20μｍ以上あるために、ノッチ効果があらわれて
疲労限が低下した。このように線径が異なる場合におい
ても、最大凹凸が20μｍ以上では疲労限の改善はなされ
ないことがわかる。
を調べたものである。比較13では、比較７と同様、最大
凹凸が20μｍ以上あるために、ノッチ効果があらわれて
疲労限が低下した。このように線径が異なる場合におい
ても、最大凹凸が20μｍ以上では疲労限の改善はなされ
ないことがわかる。
これに対し本発明の実施例は、いずれも良好な結果を
示しており、極細鋼線に対し有効なショットピーニング
方法であるかがわかる。
示しており、極細鋼線に対し有効なショットピーニング
方法であるかがわかる。
［発明の効果］ 本発明の極細鋼線の張力下ショットピーニング方法に
より、極細鋼線の疲労特性は、大幅に改善されることが
明らかであり、その工業的な利用価値は極めて大きい。
より、極細鋼線の疲労特性は、大幅に改善されることが
明らかであり、その工業的な利用価値は極めて大きい。
第１図は、鋼線の長手方向からみた図であり、第２図の
Ａ−Ａ′断面図である。第２図はサプライボビン１より
送られる極細鋼線３を、ショットノズル４よりショット
球５を投射することによりショットピーニングを行う図
である。また、第３図は、ショットノズルの概略図を示
す。 １……サプライボビン、２……巻きとりボビン、３……
極細鋼線、４……ショットノズル、５……ショット球
Ａ−Ａ′断面図である。第２図はサプライボビン１より
送られる極細鋼線３を、ショットノズル４よりショット
球５を投射することによりショットピーニングを行う図
である。また、第３図は、ショットノズルの概略図を示
す。 １……サプライボビン、２……巻きとりボビン、３……
極細鋼線、４……ショットノズル、５……ショット球
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 洋 岩手県釜石市鈴子町23―15 新日本製鐵 株式会社釜石製鐵所内 (56)参考文献 特開 平２−179333（ＪＰ，Ａ) ”小物ばねのショットピーニングに関 する研究”−加工条件と疲労強度との関 係−”，ばね論文集，社団法人日本ばね 工業会ばね技術研究会，昭和57年３月31 日，第27号，Ｐ88 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 7/00 - 7/06 B24C 1/10 B21F 21/00
Claims (1)
- 【請求項１】極細鋼線に、引張破断荷重の20〜90％の荷
重を積極的に付加すると共に、鋼線の円周方向に対して
等角度に３方向以上かつ長手方向に対してノズル外径以
上ずらして配置したノズルから、球径が線径以下で表面
硬度がHv600以上のショット球を、表面凹凸が20μｍ以
下になるよう、鋼線の長手方向に対して、垂直にショッ
トすることを特徴とする、極細鋼線の張力下ショットピ
ーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25887789A JP2803861B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 極細鋼線の張力下ショットピーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25887789A JP2803861B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 極細鋼線の張力下ショットピーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122213A JPH03122213A (ja) | 1991-05-24 |
| JP2803861B2 true JP2803861B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=17326276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25887789A Expired - Fee Related JP2803861B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 極細鋼線の張力下ショットピーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803861B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69124997T2 (de) * | 1990-11-19 | 1997-06-12 | Nippon Steel Corp | Feinstahldraht höchster Zugfestigkeit mit hervorragender Verarbeitbarkeit beim Verseilen und Verfahren |
| JP2748058B2 (ja) * | 1991-07-26 | 1998-05-06 | 日野自動車工業株式会社 | 自動車用フロントアクスルビームの強化方法 |
| JP2748060B2 (ja) * | 1991-09-19 | 1998-05-06 | 日野自動車工業株式会社 | 自動車用リヤアクスルハウジングの強化方法 |
| JP3804412B2 (ja) * | 2000-08-02 | 2006-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 無端金属ベルトの製造方法 |
| CN104960996B (zh) * | 2015-06-23 | 2017-10-03 | 宋锦程 | 用于钢丝绳的整理装置 |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP25887789A patent/JP2803861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "小物ばねのショットピーニングに関する研究"−加工条件と疲労強度との関係−"，ばね論文集，社団法人日本ばね工業会ばね技術研究会，昭和５７年３月３１日，第２７号，Ｐ８８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03122213A (ja) | 1991-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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