JP2867626B2 - 板ばねホースバンドおよびその製造方法 - Google Patents
板ばねホースバンドおよびその製造方法Info
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- F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
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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、板状部材および管状部材を相手物に取付け
る薄板ばね部品、特に自動車用の板ばねホースバンドお
よびその製造方法に関する。
る薄板ばね部品、特に自動車用の板ばねホースバンドお
よびその製造方法に関する。
更に詳述すれば、本発明は、自動車用の管状部材を取
付ける際に用いる板ばねホースバンド(flat spring ho
se clamp)およびその製造方法に関する。
付ける際に用いる板ばねホースバンド(flat spring ho
se clamp)およびその製造方法に関する。
本発明にかかる板ばねホースバンドは、熱処理後の強
度が優れ、さらに製造工程、搬送工程、使用過程での脆
化割れの発生の抑制効果に優れている。
度が優れ、さらに製造工程、搬送工程、使用過程での脆
化割れの発生の抑制効果に優れている。
(従来の技術) 板ばねホースバンド、特に自動車用板ばねホースバン
ドは、例えばホース、管、索類等の管状部材を他の自動
車構成部品である相手物に取付ける際に用いる。かかる
自動車用板ばねホースバンド10は、第1図および第2図
に略式斜視図で示すように、先端に嵌め合い式に操作片
1,1′を設けた板バネ2をその先端がクロスするように
丸めたものである。必要により板ばね2の本体には第2
図に示すように打抜口3を設けてもよい。
ドは、例えばホース、管、索類等の管状部材を他の自動
車構成部品である相手物に取付ける際に用いる。かかる
自動車用板ばねホースバンド10は、第1図および第2図
に略式斜視図で示すように、先端に嵌め合い式に操作片
1,1′を設けた板バネ2をその先端がクロスするように
丸めたものである。必要により板ばね2の本体には第2
図に示すように打抜口3を設けてもよい。
これは一般に素材として、JIS G 3311またはJIS G 48
02等に規定されているS30CM−S70CMあるいはSK7M〜SK4M
の高炭素鋼板や、SCM435あるいはSCM445等の低合金高炭
素鋼を熱間圧延した後、酸洗により脱スケールした熱延
鋼板や、またはさらに適当な圧下率の冷間圧延とAc1に
近い温度で長時間加熱する球状化焼鈍を適用した冷延鋼
板を用いている。
02等に規定されているS30CM−S70CMあるいはSK7M〜SK4M
の高炭素鋼板や、SCM435あるいはSCM445等の低合金高炭
素鋼を熱間圧延した後、酸洗により脱スケールした熱延
鋼板や、またはさらに適当な圧下率の冷間圧延とAc1に
近い温度で長時間加熱する球状化焼鈍を適用した冷延鋼
板を用いている。
これら素材を打ち抜き、曲げ、プレス成形等の成形加
工を施し、第1図および第2図に示される形状に形成さ
れた後、焼入れ・焼戻しあるいはオーステンパ等の熱処
理により硬化することで製造されるのが普通である。
工を施し、第1図および第2図に示される形状に形成さ
れた後、焼入れ・焼戻しあるいはオーステンパ等の熱処
理により硬化することで製造されるのが普通である。
このようなホースバンドは成形加工後に施される熱処
理によって初めて所望の強度が得られ、かつ製品として
使用するのに十分な硬さ、引張り強度、および高いばね
性を発揮するように設計されている。したがって、材質
として前述の如き炭素含有量の高いもの(C≧0.50)が
選ばれる。しかし、高炭素であると、特にオーステンパ
処理を行う場合、得られる特性はそのテンパ温度に大き
く影響されることから、目的とする硬さ、引張り強度お
よびばね性に応じて、500℃まで、通常200〜450℃の温
度条件が注意深く選択される。
理によって初めて所望の強度が得られ、かつ製品として
使用するのに十分な硬さ、引張り強度、および高いばね
性を発揮するように設計されている。したがって、材質
として前述の如き炭素含有量の高いもの(C≧0.50)が
選ばれる。しかし、高炭素であると、特にオーステンパ
処理を行う場合、得られる特性はそのテンパ温度に大き
く影響されることから、目的とする硬さ、引張り強度お
よびばね性に応じて、500℃まで、通常200〜450℃の温
度条件が注意深く選択される。
しかし、JISに規定されている前述の高炭素薄板で
は、オーステナイト粒径が粗大であったり、オーステナ
イト粒界にPの偏析があったりすることなどから、注意
深い熱処理条件の選択にもかかわらず150kgf/mm2以上の
高強度レベルとしたホースバンドでは脆化割れが生じる
場合があった。
は、オーステナイト粒径が粗大であったり、オーステナ
イト粒界にPの偏析があったりすることなどから、注意
深い熱処理条件の選択にもかかわらず150kgf/mm2以上の
高強度レベルとしたホースバンドでは脆化割れが生じる
場合があった。
すなわち、従来にあっては、第1図および第2図に示
すような管状のクランプ部を構成する板ばね2と一対の
操作片1、1′を備えたホースバンド10においては、高
いばね性が要求されるため、C量が0.50〜0.85%の高炭
素鋼(S50CM,SK5M,SK7M等)をオーステンパ処理して得
られたTS:150kgf/mm2以上の高強度鋼板が処理されてき
た。しかし、このような鋼を適用した場合、前述のよう
に高強度域であるために、応力を付加した状態での保管
中あるいは使用中に、応力集中部より脆化割れが発生す
る問題が生じる場合があった。
すような管状のクランプ部を構成する板ばね2と一対の
操作片1、1′を備えたホースバンド10においては、高
いばね性が要求されるため、C量が0.50〜0.85%の高炭
素鋼(S50CM,SK5M,SK7M等)をオーステンパ処理して得
られたTS:150kgf/mm2以上の高強度鋼板が処理されてき
た。しかし、このような鋼を適用した場合、前述のよう
に高強度域であるために、応力を付加した状態での保管
中あるいは使用中に、応力集中部より脆化割れが発生す
る問題が生じる場合があった。
このような脆化割れを防止するには、C≦0.50%とC
量を低減したCrMo系のSCM435、SCM445等の低合金鋼を用
いることが多い。焼入れ・焼戻し、オーステンパ等の熱
処理後にあって高いC量の場合にみられる鋼中の歪の増
大を抑制するためである。また、割れの伝播を抑制する
ためオーステナイト粒径を微細化する方法としては、ス
ラブ加熱工程あるいは焼入れ、オーステンパ等の熱処理
に先立つ均熱工程においてAlN等の微細粒子を析出させ
る方法が一般的であり、このためAl、N等の化学成分を
適当に調整することが必要であるとされていた。
量を低減したCrMo系のSCM435、SCM445等の低合金鋼を用
いることが多い。焼入れ・焼戻し、オーステンパ等の熱
処理後にあって高いC量の場合にみられる鋼中の歪の増
大を抑制するためである。また、割れの伝播を抑制する
ためオーステナイト粒径を微細化する方法としては、ス
ラブ加熱工程あるいは焼入れ、オーステンパ等の熱処理
に先立つ均熱工程においてAlN等の微細粒子を析出させ
る方法が一般的であり、このためAl、N等の化学成分を
適当に調整することが必要であるとされていた。
しかし、これらの方法による対策にもかかわらず脆化
割れに対する耐久性は不十分でその向上が望まれてい
た。
割れに対する耐久性は不十分でその向上が望まれてい
た。
(発明が解決しようとする課題) ここに、本発明の目的は、150kgf/mm2以上の強度レベ
ルで耐脆化割れ性に優れた板ばねオースバンドとその製
造方法を提供することである。
ルで耐脆化割れ性に優れた板ばねオースバンドとその製
造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、150kgf/mm2以上の強度レベルで
ばね鋼特有のへたり現象を抑制し、しかも耐脆化割れ性
にすぐれた板ばねホースバンドとその製造方法を提供す
ることである。
ばね鋼特有のへたり現象を抑制し、しかも耐脆化割れ性
にすぐれた板ばねホースバンドとその製造方法を提供す
ることである。
(課題を解決するための手段) すでに述べたように、製造プロセスの点からは、この
ホースバンドの耐衝撃性、耐脆化割れ性の向上のため
に、オーステンパ処理鋼が求められているのが現状であ
る。しかも、使用量の増大によりそのオーステンパ処理
時間の短縮への要求も高まっている。
ホースバンドの耐衝撃性、耐脆化割れ性の向上のため
に、オーステンパ処理鋼が求められているのが現状であ
る。しかも、使用量の増大によりそのオーステンパ処理
時間の短縮への要求も高まっている。
このようにオーステンパ処理時間の短縮がなされた場
合、上記のような低炭素の低合金鋼では、前組織のフェ
ライト−パーライト組織から均一なオーステナイトへの
移行が合金元素等の影響により遅れがちとなり、鋼中の
炭素濃度の不均一が生じてオーステンパ処理後にマルテ
ンサイトとベイナイトの混合組織が形成される場合があ
った。そのような混合組織が形成されると、耐衝撃性、
水素等による脆化割れ等に対する耐久性ともに低いもの
となる。
合、上記のような低炭素の低合金鋼では、前組織のフェ
ライト−パーライト組織から均一なオーステナイトへの
移行が合金元素等の影響により遅れがちとなり、鋼中の
炭素濃度の不均一が生じてオーステンパ処理後にマルテ
ンサイトとベイナイトの混合組織が形成される場合があ
った。そのような混合組織が形成されると、耐衝撃性、
水素等による脆化割れ等に対する耐久性ともに低いもの
となる。
このように短時間オーステンパ処理を行ってなおか
つ、耐衝撃性、耐脆化割れ性の向上を図る必要がある。
つ、耐衝撃性、耐脆化割れ性の向上を図る必要がある。
そこで本発明者らは、上述のような観点からこれら素
材としての高強度鋼板について検討したところ、次に示
すような知見が得られた。
材としての高強度鋼板について検討したところ、次に示
すような知見が得られた。
高炭素鋼板の硬度、引張り強度の向上には、オーステ
ンパ処理後の軟化抵抗を増大させる必要があり、そのた
めにはC:0.30%以上、Cr:0.50%以上、Mo:0.10%以上の
添加が必要である。特に前述のような短時間オーステン
パ処理後の耐衝撃性、耐脆化割れ性の劣化防止には、組
織を均一ベイナイトとする必要があり、そのためには、
かつ軟化抵抗を増大させるためにはCを従来のJIS G 33
11のCrMo鋼に規定されているC量よりもやや高めにする
必要がある。
ンパ処理後の軟化抵抗を増大させる必要があり、そのた
めにはC:0.30%以上、Cr:0.50%以上、Mo:0.10%以上の
添加が必要である。特に前述のような短時間オーステン
パ処理後の耐衝撃性、耐脆化割れ性の劣化防止には、組
織を均一ベイナイトとする必要があり、そのためには、
かつ軟化抵抗を増大させるためにはCを従来のJIS G 33
11のCrMo鋼に規定されているC量よりもやや高めにする
必要がある。
また、これらの材質において当初の目的の強度(150
〜200kgf/mm2)を確保するためには、従来より高目の80
0〜900℃の温度域に加熱することが望ましく、またテン
パー温度を400℃以下とすることが望ましい。
〜200kgf/mm2)を確保するためには、従来より高目の80
0〜900℃の温度域に加熱することが望ましく、またテン
パー温度を400℃以下とすることが望ましい。
ばね鋼におけるへたを防止するためにも安定したベイ
ナイト形成を促進するとともに鋼中のマルテンサイトの
生成を抑制する必要がある。
ナイト形成を促進するとともに鋼中のマルテンサイトの
生成を抑制する必要がある。
従来、材料強度の高い150kgf/mm2以上の鋼種において
生じ易い水素による脆化や切欠脆化は完全に防止するこ
とはできないと考えられているが、このような鋼種に対
し、成分として厳密に調整された特定量のNb(0.005〜
0.100%)を添加すると、オーステナイト粒が効果的に
微細化されて水素による脆化割れの伝播は著しく抑制さ
れる。
生じ易い水素による脆化や切欠脆化は完全に防止するこ
とはできないと考えられているが、このような鋼種に対
し、成分として厳密に調整された特定量のNb(0.005〜
0.100%)を添加すると、オーステナイト粒が効果的に
微細化されて水素による脆化割れの伝播は著しく抑制さ
れる。
さらに必要に応じ0.005〜0.100%のTiを添加するとス
ラブ加熱時あるいは焼入れに先立つ均熱時においてTiNb
N、TiNb(CN)を形成しオーステナイト粒成長をさらに
効果的に抑制することができる。
ラブ加熱時あるいは焼入れに先立つ均熱時においてTiNb
N、TiNb(CN)を形成しオーステナイト粒成長をさらに
効果的に抑制することができる。
また、鋼中のPを0.030%以下に低減すると、オース
テナイト粒界に偏析したP量が減って、脆化割れの要因
となる粒界脆化が抑えられ、材料のさらなる靭性改善が
もたらされる。また、適量のBを添加すると、BがPに
対し優先的に粒界へ偏析しPの粒界偏析を抑制し、これ
により粒界が強化され脆化割れ防止が図られる。これに
より、Pを非常な低レベルまで低減することなく、その
低P化と同様の効果が得られることになる。
テナイト粒界に偏析したP量が減って、脆化割れの要因
となる粒界脆化が抑えられ、材料のさらなる靭性改善が
もたらされる。また、適量のBを添加すると、BがPに
対し優先的に粒界へ偏析しPの粒界偏析を抑制し、これ
により粒界が強化され脆化割れ防止が図られる。これに
より、Pを非常な低レベルまで低減することなく、その
低P化と同様の効果が得られることになる。
一方、Mn含有量の低減はSの0.020%以下への低減と
相まってMnS生成抑制を通じて靭性改善に大きく寄与す
る。また高Mnの場合、Pとの相互作用によりPの粒界偏
析を促進する場合があるが、このMn低減によってPの粒
界偏析は抑制される。またMn低減により予想される焼入
れ性低下も製品が薄鋼板であるために高い焼入れ性は特
に必要とはせず、Cr、Moの添加効果で強度も十分に保証
できることからMnの上限を1.00%とすることができる。
相まってMnS生成抑制を通じて靭性改善に大きく寄与す
る。また高Mnの場合、Pとの相互作用によりPの粒界偏
析を促進する場合があるが、このMn低減によってPの粒
界偏析は抑制される。またMn低減により予想される焼入
れ性低下も製品が薄鋼板であるために高い焼入れ性は特
に必要とはせず、Cr、Moの添加効果で強度も十分に保証
できることからMnの上限を1.00%とすることができる。
なお、強度向上に必要なC、Cr、Siは過剰に添加され
た場合、脆化割れに対し悪影響を及ぼすためその上限を
C:0.70%、Si:0.70%、Cr:2.00%とすればよい。
た場合、脆化割れに対し悪影響を及ぼすためその上限を
C:0.70%、Si:0.70%、Cr:2.00%とすればよい。
ここに本発明の要旨とするところは、重量割合にて C :0.30〜0.70%、Si:0.70%以下、 Mn:0.05〜1.00%、P :0.030%以下、 S :0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、 Mo:0.10〜0.50%、Nb:0.005〜0.100%、 sol.Al:0.10%以下、N :0.002%超〜0.015%以下、 さらに必要によりTi:0.005〜0.10%および/ またはB:0.0003〜0.0020%、 Feおよび不可避不純物:残部 から成る鋼組成を有し、均一なベイナイト組織から成る
板ばねホースバンドである。
板ばねホースバンドである。
別の面からは、本発明は、上記鋼板を成形加工後、80
0〜900℃の温度域に加熱してから、240〜400℃の温度域
に急冷・保持するオーステンパ処理を行うことにより、
均一なベイナイト組織を形成することを特徴とする耐脆
化割れ性に優れた板ばねホースバンドの製造方法であ
る。
0〜900℃の温度域に加熱してから、240〜400℃の温度域
に急冷・保持するオーステンパ処理を行うことにより、
均一なベイナイト組織を形成することを特徴とする耐脆
化割れ性に優れた板ばねホースバンドの製造方法であ
る。
ここに、「均一」ベイナイト組織とは、実質上フェラ
イトあるいはマルテンサイトが混在しない全面的なベイ
ナイト組織である。
イトあるいはマルテンサイトが混在しない全面的なベイ
ナイト組織である。
(作用) 次に、本発明において使用する薄鋼板の成分組成を上
記のごとくに数値限定した理由を説明する。
記のごとくに数値限定した理由を説明する。
C: 鋼板に所望の硬度、強度、焼入れ性を得るためには0.
30%以上のCの添加が必要である。またC含有量が0.70
%超の場合熱処理前の加工性が劣化するばかりか、熱処
理後も脆性も増大するためC添加量を0.30〜0.70%とす
る。
30%以上のCの添加が必要である。またC含有量が0.70
%超の場合熱処理前の加工性が劣化するばかりか、熱処
理後も脆性も増大するためC添加量を0.30〜0.70%とす
る。
Si: 0.70%を超えて含有させると鋼板が硬質となって脆化
する傾向を見せることから、Si含有量は0.70%以下とす
る。
する傾向を見せることから、Si含有量は0.70%以下とす
る。
Mn: 本発明が対象としている板ばねホースバンドでは、靭
性向上のためMnを低減する必要がある。特に本発明にあ
っては1.0%を超えて含有されると熱処理後の硬度が大
きくなり過ぎて靭性低下を招く。一方、Mn含有量が0.05
%未満であると、固溶S量が多くなって熱間加工時の脆
化が生じる鋼板の製造性を害するようになることから、
Mn含有量は0.05〜1.00%と定め、望ましくは0.80%以下
に制限するのがよい。
性向上のためMnを低減する必要がある。特に本発明にあ
っては1.0%を超えて含有されると熱処理後の硬度が大
きくなり過ぎて靭性低下を招く。一方、Mn含有量が0.05
%未満であると、固溶S量が多くなって熱間加工時の脆
化が生じる鋼板の製造性を害するようになることから、
Mn含有量は0.05〜1.00%と定め、望ましくは0.80%以下
に制限するのがよい。
P: Pは旧オーステナイト粒界に偏析し、粒界破壊等の脆
性の増大に対し大きな影響を持つものである。このため
P含有量は低いほど靭性上好ましいことは言うまでもな
い。そこでP含有量は0.030%以下とする。しかし、本
発明のようにSi、Mnを一定量含有する場合、さらに添加
量を低減するのが望ましく、特に0.015%以下に制限し
たときに効果が増大する。しかし製鋼上のコストアップ
が問題となるため添加量の下限は0.010%までとするの
が望ましい。
性の増大に対し大きな影響を持つものである。このため
P含有量は低いほど靭性上好ましいことは言うまでもな
い。そこでP含有量は0.030%以下とする。しかし、本
発明のようにSi、Mnを一定量含有する場合、さらに添加
量を低減するのが望ましく、特に0.015%以下に制限し
たときに効果が増大する。しかし製鋼上のコストアップ
が問題となるため添加量の下限は0.010%までとするの
が望ましい。
S: 含有量は低いほどMnSの析出を抑制し、靭性上好まし
いことは言うまでもない。このためS含有量は0.020%
以下と定めたが望ましくは0.010%以下に制限するのが
よい。このために、Ca単独添加あるいはCa−Siインジェ
クション処理の何れかの手段を取るとよい。ただCaを0.
02%以上添加すると大型の介在物を形成するので、これ
を超えないような範囲で添加処理する必要がある。
いことは言うまでもない。このためS含有量は0.020%
以下と定めたが望ましくは0.010%以下に制限するのが
よい。このために、Ca単独添加あるいはCa−Siインジェ
クション処理の何れかの手段を取るとよい。ただCaを0.
02%以上添加すると大型の介在物を形成するので、これ
を超えないような範囲で添加処理する必要がある。
Cr: Crは、主として焼入れ性向上を目的として添加される
成分であるが、その含有量が2.00%を超えて含有される
と鋼の硬質化を招いて脆化することから、Cr含有量は0.
50〜2.00%とする。
成分であるが、その含有量が2.00%を超えて含有される
と鋼の硬質化を招いて脆化することから、Cr含有量は0.
50〜2.00%とする。
Mo: Moは重要な成分であり、0.10%以上のMoの添加によっ
て、鋼板のオーステンパ処理前の加工性を劣化させるこ
となくオーステンパ処理後の耐脆化割れ性を維持する効
果がある。一般に、鋼は焼入れ後300℃前後の温度で焼
戻しをするといわゆる「低温焼き戻し脆化」を生じて著
しく脆くなる。ところが目的とする硬度によっては、そ
れを得るためにどうしても上記温度での焼戻しが必要な
場合がある。その場合の脆化に対してMoの添加は非常に
有効である。しかし、0.50%超のMoの添加はコスト上昇
を招くことから上限を0.50%とする。
て、鋼板のオーステンパ処理前の加工性を劣化させるこ
となくオーステンパ処理後の耐脆化割れ性を維持する効
果がある。一般に、鋼は焼入れ後300℃前後の温度で焼
戻しをするといわゆる「低温焼き戻し脆化」を生じて著
しく脆くなる。ところが目的とする硬度によっては、そ
れを得るためにどうしても上記温度での焼戻しが必要な
場合がある。その場合の脆化に対してMoの添加は非常に
有効である。しかし、0.50%超のMoの添加はコスト上昇
を招くことから上限を0.50%とする。
Nb: Nbは、オーステナイト粒を微細化して鋼の靭性を向上
させる作用を有しており、この作用は水素脆化による破
壊の防止にも非常に有効である。したがって、これら割
れ発生防止を目的としてNbの添加がなされるが、その含
有量が0.005%未満では前記作用による所望の効果が確
保できず、一方、0.100%を超えて含有させてもこれら
の効果は飽和状態に達することから、Nb含有量は0.005
〜0.100%とする。またTiを添加する場合、望ましくはT
iNb系複合析出物を形成するために、Ti/Nbの範囲は0.1
〜0.7程度がよい。
させる作用を有しており、この作用は水素脆化による破
壊の防止にも非常に有効である。したがって、これら割
れ発生防止を目的としてNbの添加がなされるが、その含
有量が0.005%未満では前記作用による所望の効果が確
保できず、一方、0.100%を超えて含有させてもこれら
の効果は飽和状態に達することから、Nb含有量は0.005
〜0.100%とする。またTiを添加する場合、望ましくはT
iNb系複合析出物を形成するために、Ti/Nbの範囲は0.1
〜0.7程度がよい。
Ti: Tiは、必要により添加され、鋼の焼入れ性を向上させ
るとともに、TiNあるいはTiCを形成し、これが微細分散
することにより鋼の硬度および引張り強度を増大させる
作用を有している。その上、NbBとの複合析出物としてT
iNb(CN)を形成し、オートステナイト結晶粒の微細化
を促進する作用をも発揮する。また、Bの添加に際して
はBNの析出を抑制しBの粒界への偏析を促進することで
Pの粒界偏析による耐衝撃性、耐水素割れ性の低下を抑
制するものである。しかし、Ti含有量が0.005%未満で
は前記作用による所望の効果は得られず、一方、0.100
%を超えて過剰に含有されるとコストアップになるだけ
でなく、鋼の硬化につながって利点がなくなることか
ら、Ti含有量は0.005〜0.10%と定めた。またTiNb系の
複合析出物を形成するにはNb添加量を超えないようにす
ることが望ましい。
るとともに、TiNあるいはTiCを形成し、これが微細分散
することにより鋼の硬度および引張り強度を増大させる
作用を有している。その上、NbBとの複合析出物としてT
iNb(CN)を形成し、オートステナイト結晶粒の微細化
を促進する作用をも発揮する。また、Bの添加に際して
はBNの析出を抑制しBの粒界への偏析を促進することで
Pの粒界偏析による耐衝撃性、耐水素割れ性の低下を抑
制するものである。しかし、Ti含有量が0.005%未満で
は前記作用による所望の効果は得られず、一方、0.100
%を超えて過剰に含有されるとコストアップになるだけ
でなく、鋼の硬化につながって利点がなくなることか
ら、Ti含有量は0.005〜0.10%と定めた。またTiNb系の
複合析出物を形成するにはNb添加量を超えないようにす
ることが望ましい。
B: Bも必要に応じ添加され、鋼中に適量のBを添加する
と、BがPに対し優先的に粒界へ偏析しPの粒界偏析を
抑制する。このPの粒界偏析抑制効果は脆化割れ防止の
ための粒界強化にも有効である。そのためには0.0003%
以上の添加が必要であるが、逆に0.0020%超の添加によ
りBN、あるいはFe2Bを形成して、耐脆化割れ性を阻害す
る場合があるので上限を0.0020%とする必要がある。
と、BがPに対し優先的に粒界へ偏析しPの粒界偏析を
抑制する。このPの粒界偏析抑制効果は脆化割れ防止の
ための粒界強化にも有効である。そのためには0.0003%
以上の添加が必要であるが、逆に0.0020%超の添加によ
りBN、あるいはFe2Bを形成して、耐脆化割れ性を阻害す
る場合があるので上限を0.0020%とする必要がある。
sol.Al: Alは鋼の脱酸材として必要に応じて添加される成分で
あるが、sol.Alの含有量が0.10%を超えるとコストアッ
プになるばかりか、鋼板の硬化をもたらすので何ら利点
はない。またAlNによるオーステナイト粒径制御につい
ても過剰のAlNの形成は不要である。このように、sol.A
lの0.10%含有量まで許容されるとの理由から、その含
有量を0.10%以下とする。
あるが、sol.Alの含有量が0.10%を超えるとコストアッ
プになるばかりか、鋼板の硬化をもたらすので何ら利点
はない。またAlNによるオーステナイト粒径制御につい
ても過剰のAlNの形成は不要である。このように、sol.A
lの0.10%含有量まで許容されるとの理由から、その含
有量を0.10%以下とする。
N: Nの含有は鋼の硬度や引張り強度の向上に効果がある
他、AlN、TiN等を形成してオーステナイトの粗粒化を防
止し、靭性向上に役立つ。この効果を確保するためN添
加量は0.0020%を超えるものとする。また、その含有量
が0.015%超の場合には硬度上昇により焼入れ前の加工
性を阻害することから、その含有量を0.015%以下に制
限する。
他、AlN、TiN等を形成してオーステナイトの粗粒化を防
止し、靭性向上に役立つ。この効果を確保するためN添
加量は0.0020%を超えるものとする。また、その含有量
が0.015%超の場合には硬度上昇により焼入れ前の加工
性を阻害することから、その含有量を0.015%以下に制
限する。
次に、本発明にかかる板ばねホースバンドの製造方法
について説明する。
について説明する。
本発明のホースバンドの成形加工は、慣用の手段で行
ってもよく、打抜きプレス加工等、特に制限されない。
代表的には鋼帯をランキング加工と打ち抜き加工するこ
とで母材とし、これに1回以上の曲げ加工を施し、第1
図または第2図に示す元製品とする。これに以下に示す
オーステンパ処理を施した後に最終製品とするのであ
る。
ってもよく、打抜きプレス加工等、特に制限されない。
代表的には鋼帯をランキング加工と打ち抜き加工するこ
とで母材とし、これに1回以上の曲げ加工を施し、第1
図または第2図に示す元製品とする。これに以下に示す
オーステンパ処理を施した後に最終製品とするのであ
る。
なお、本発明にあってホースバンドそれ自体の形状は
特定のものに制限されないことは云うまでもない。
特定のものに制限されないことは云うまでもない。
前述のオーステンパ処理にあっては鋼中のセメンタイ
トをオーステナイト中に固溶させるには800℃以上の温
度で均熱する必要があり、それより低い温度ではオース
テンパ後にセメンタイトが鋼中に残留する場合がある。
また均熱温度が900℃を超える場合には、オーステナイ
ト結晶粒が過度に粒成長し、耐脆化割れ性の観点から望
ましくない。これらの理由から均熱温度は800〜900℃と
する。
トをオーステナイト中に固溶させるには800℃以上の温
度で均熱する必要があり、それより低い温度ではオース
テンパ後にセメンタイトが鋼中に残留する場合がある。
また均熱温度が900℃を超える場合には、オーステナイ
ト結晶粒が過度に粒成長し、耐脆化割れ性の観点から望
ましくない。これらの理由から均熱温度は800〜900℃と
する。
均熱時間については特に規定されていないが、セメン
タイトを完全にオーステナイト中に固溶させるためには
3分間以上の均熱が望ましい。しかし40分間以上均熱し
た際、過度の粒成長が生じることにより、耐脆化割れ性
に悪影響を及ぼすことから、均熱時間の上限は40分間と
するのが望ましい。
タイトを完全にオーステナイト中に固溶させるためには
3分間以上の均熱が望ましい。しかし40分間以上均熱し
た際、過度の粒成長が生じることにより、耐脆化割れ性
に悪影響を及ぼすことから、均熱時間の上限は40分間と
するのが望ましい。
またテンパー温度は、均一なベイナイトを形成するた
め温度下限を240℃とした。これを下回る場合には、鋼
中にマルテンサイトが形成されるときがあり、耐脆化割
れ性や、靭性の面からも好ましくない。また、上限を40
0℃としたが、これを越えた場合ではベイナイトでのセ
メンタイトが粗大化し十分な強度が得られない。また合
金元素の含有比率によっては残留オーステナイトが形成
され、オーステンパ処理後にマルテンサイトが形成され
る場合があり、割れ発生に対し悪影響を与える場合もあ
る。このためテンパー温度の範囲を240〜400℃とした。
め温度下限を240℃とした。これを下回る場合には、鋼
中にマルテンサイトが形成されるときがあり、耐脆化割
れ性や、靭性の面からも好ましくない。また、上限を40
0℃としたが、これを越えた場合ではベイナイトでのセ
メンタイトが粗大化し十分な強度が得られない。また合
金元素の含有比率によっては残留オーステナイトが形成
され、オーステンパ処理後にマルテンサイトが形成され
る場合があり、割れ発生に対し悪影響を与える場合もあ
る。このためテンパー温度の範囲を240〜400℃とした。
このときの均熱時間についても特に規定はしていない
が、均一なベイナイトを形成するため10分間以上の均熱
を行うことが望ましい。これ以下の場合ではマルテンサ
イトの生成等の問題が生じる場合がある。また、60分間
超保持する場合、操業面でコストアップにつながること
から均熱時間の上限は60分間とするのが望ましい。
が、均一なベイナイトを形成するため10分間以上の均熱
を行うことが望ましい。これ以下の場合ではマルテンサ
イトの生成等の問題が生じる場合がある。また、60分間
超保持する場合、操業面でコストアップにつながること
から均熱時間の上限は60分間とするのが望ましい。
以上のごとくに製造された板ばねホースバンドは、必
要によりさらに、亜鉛電気メッキ、焼付け亜鉛皮膜等の
防錆処理を施した後、自動車メーカー等でゴムホース等
の接続に使用される。
要によりさらに、亜鉛電気メッキ、焼付け亜鉛皮膜等の
防錆処理を施した後、自動車メーカー等でゴムホース等
の接続に使用される。
本発明にかかる板ばねホースバンドは、従来の板ばね
ホースバンドよりも固定圧力が高まり、高温での熱へた
りや脆化割れに対する耐久性にも優れた特性を有する製
品である。
ホースバンドよりも固定圧力が高まり、高温での熱へた
りや脆化割れに対する耐久性にも優れた特性を有する製
品である。
次に、本発明の効果を実施例により比較例と対比しな
がら説明する。
がら説明する。
実施例1 第1表に示す鋼No.1〜13の供試鋼から板厚1.0mmの冷
延鋼板をそれぞれ製造し、それぞれ適当なオーステンパ
処理を行うことにより引張り強度を約180kgf/mm2とし、
ここから板幅12.5mm、深さ2.0mm、角度60゜、先端径0.1
Rのノッチを入れた引張試験片を作製し、これに対して5
5℃の温水中にて100kgf/mm2の荷重を付加した。この
時、試験片に脆化割れが発生するまでの経過時間を求
め、結果を第1表に示す。またその経過時間とC、Nb量
との相関を第3図にグラフで示す。図中、白丸内の数字
は鋼No.を示し、破線で本発明の範囲を示す。
延鋼板をそれぞれ製造し、それぞれ適当なオーステンパ
処理を行うことにより引張り強度を約180kgf/mm2とし、
ここから板幅12.5mm、深さ2.0mm、角度60゜、先端径0.1
Rのノッチを入れた引張試験片を作製し、これに対して5
5℃の温水中にて100kgf/mm2の荷重を付加した。この
時、試験片に脆化割れが発生するまでの経過時間を求
め、結果を第1表に示す。またその経過時間とC、Nb量
との相関を第3図にグラフで示す。図中、白丸内の数字
は鋼No.を示し、破線で本発明の範囲を示す。
調査の結果、鋼No.2では炭素量が少なすぎ所定の強度
確保ができない。一方、鋼No.13では炭素量が本発明の
範囲を超えて高く炭化物も過剰で早期に割れが発生して
いる。また鋼No.5ではNbの添加量が低く早期に割れが発
生しているのに対し、鋼No.6では時間が伸びる傾向がみ
られる。また、鋼No.10のようにNbが本発明の範囲を超
えて添加されても、脆化割れに対する耐久性は良好であ
るが鋼No.9との差がなく、コストアップとなる。
確保ができない。一方、鋼No.13では炭素量が本発明の
範囲を超えて高く炭化物も過剰で早期に割れが発生して
いる。また鋼No.5ではNbの添加量が低く早期に割れが発
生しているのに対し、鋼No.6では時間が伸びる傾向がみ
られる。また、鋼No.10のようにNbが本発明の範囲を超
えて添加されても、脆化割れに対する耐久性は良好であ
るが鋼No.9との差がなく、コストアップとなる。
実施例2 第2表に示す鋼組成を有する鋼No.14〜21から板厚1.6
mmの冷延鋼板を得、それぞれについて球状化焼鈍後、第
3表に示す条件のオーステンパ処理を施し、そのときの
強度を調べた。結果は第4図にグラフで示す。
mmの冷延鋼板を得、それぞれについて球状化焼鈍後、第
3表に示す条件のオーステンパ処理を施し、そのときの
強度を調べた。結果は第4図にグラフで示す。
これによると本発明にかかる鋼No.14〜18は第3表に
示す本発明条件(〜)においてほぼ全体的に140kgf
/mm2の強度を得ることができる。
示す本発明条件(〜)においてほぼ全体的に140kgf
/mm2の強度を得ることができる。
これに対し、比較用の鋼No.19においてはC量が低く
本発明にかかる熱処理方法による140kgf/mm2以上の強度
確保は困難である。
本発明にかかる熱処理方法による140kgf/mm2以上の強度
確保は困難である。
実施例3 次に、実施例2で得た各鋼種の冷延鋼板から打ち抜き
・曲げ加工により、第1図のような板ばねホースバンド
を作成した。この板ばねホースバンドに、前掲の第3表
に示す条件のオーステンパ処理を施して最終製品とし
た。
・曲げ加工により、第1図のような板ばねホースバンド
を作成した。この板ばねホースバンドに、前掲の第3表
に示す条件のオーステンパ処理を施して最終製品とし
た。
得られたクランプ内径40.1mm、板厚1.8mm、板幅18mm
の板ばねホースバンドを使って、外径40.0mm、肉厚1.8m
mの鋼製のパイプに、外径48.0mm、肉厚4.5mmのゴムホー
スを接続した。この接続部に対して水圧を加え、接続部
からの漏水が確実に抑制できる臨界圧力を比較した。結
果を第5図にグラフで示す。図中、鋼種記号は第4図に
同じであった。
の板ばねホースバンドを使って、外径40.0mm、肉厚1.8m
mの鋼製のパイプに、外径48.0mm、肉厚4.5mmのゴムホー
スを接続した。この接続部に対して水圧を加え、接続部
からの漏水が確実に抑制できる臨界圧力を比較した。結
果を第5図にグラフで示す。図中、鋼種記号は第4図に
同じであった。
第5図に示すように本発明例では第3表の〜の何
れの条件でも2.0kgf/mm2までの圧力に耐えることがで
き、一方、比較用の鋼No.20、21もこの圧力まで対応で
きた。これに対し比較用の鋼No.19および本発明例を含
む数種の鋼に対し第3表のの条件にてオーステンパ処
理を行った場合には、引張り強度が低く、1.5kgf/mm2で
漏水が発生している。
れの条件でも2.0kgf/mm2までの圧力に耐えることがで
き、一方、比較用の鋼No.20、21もこの圧力まで対応で
きた。これに対し比較用の鋼No.19および本発明例を含
む数種の鋼に対し第3表のの条件にてオーステンパ処
理を行った場合には、引張り強度が低く、1.5kgf/mm2で
漏水が発生している。
実施例4 実施例3で示した板ばねホースバンドを、同じ取り付
け条件にて150℃の温度雰囲気にて、24h保持する加速試
験を実施した。この加速試験において、バンド径の縦、
横方向の寸法変化が2mm以下であることを必要条件とし
て評価を行った結果を第6図にグラフで示す。図中、鋼
種記号は第4図に同じである。
け条件にて150℃の温度雰囲気にて、24h保持する加速試
験を実施した。この加速試験において、バンド径の縦、
横方向の寸法変化が2mm以下であることを必要条件とし
て評価を行った結果を第6図にグラフで示す。図中、鋼
種記号は第4図に同じである。
第6図の結果からも明らかなように、本発明例である
鋼No.14〜18および比較用の鋼No.20、21は、何れもこの
条件を満足しているが、鋼No.19では本発明の熱処理範
囲内では上記の耐へたり条件を満足することができな
い。また、各鋼種共にテンパー温度の低下により、強度
上昇とは逆にへたり幅が上昇する傾向を見せることか
ら、オーステンパ処理に際してのテンパー温度は強度条
件の許容範囲内で、極力高めろすることが望ましい。
鋼No.14〜18および比較用の鋼No.20、21は、何れもこの
条件を満足しているが、鋼No.19では本発明の熱処理範
囲内では上記の耐へたり条件を満足することができな
い。また、各鋼種共にテンパー温度の低下により、強度
上昇とは逆にへたり幅が上昇する傾向を見せることか
ら、オーステンパ処理に際してのテンパー温度は強度条
件の許容範囲内で、極力高めろすることが望ましい。
次に、これら板ばねホースバンドを第7図に示すよう
に開いた状態とし、これに幅方向について円周方向とは
直角に深さ=2.0mm、先端r=0.1mmのスリットを切り、
20℃、0.05Nの希硫酸水溶液中にて、保持する脆化割れ
加速試験を行った。この結果を第8図にグラフで示し
た。図中、鋼種記号は第4図に同じである。
に開いた状態とし、これに幅方向について円周方向とは
直角に深さ=2.0mm、先端r=0.1mmのスリットを切り、
20℃、0.05Nの希硫酸水溶液中にて、保持する脆化割れ
加速試験を行った。この結果を第8図にグラフで示し
た。図中、鋼種記号は第4図に同じである。
この結果、水素割れに対する耐久性は、本発明例の鋼
No.14〜18では、第3表の〜とのオーステンパ処
理条件で熱処理した場合、500hrまで割れの発生はなか
った。しかし、第3表ののオーステンパ処理条件では
一部にこの時間条件よりも早く割れの発生が認められる
ものがあり、また図示しないが、比較用の鋼No.13では
本発明の何れのオーステンパ処理条件でも500hrまでに
割れの発生が認められた。
No.14〜18では、第3表の〜とのオーステンパ処
理条件で熱処理した場合、500hrまで割れの発生はなか
った。しかし、第3表ののオーステンパ処理条件では
一部にこの時間条件よりも早く割れの発生が認められる
ものがあり、また図示しないが、比較用の鋼No.13では
本発明の何れのオーステンパ処理条件でも500hrまでに
割れの発生が認められた。
実施例5 第4表にこの他の本発明鋼を用いた板はねホースバン
ド(サイズは実施例2に同じ)の強度、ばねへたり性、
酸性雰囲気での脆化割れに対する耐久性を比較した結果
を示す。
ド(サイズは実施例2に同じ)の強度、ばねへたり性、
酸性雰囲気での脆化割れに対する耐久性を比較した結果
を示す。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、高い臨界圧力
に対応可能で、かつ使用中の温度上昇による熱へたり、
さらには使用中の脆化割れが極めて有効に抑制できるこ
とが分かる。
に対応可能で、かつ使用中の温度上昇による熱へたり、
さらには使用中の脆化割れが極めて有効に抑制できるこ
とが分かる。
第1図および第2図は、本発明にかかる板ばねホースバ
ンドの略式斜視図; 第3図ないし第6図は、実施例の結果を示すグラフ; 第7図は、脆化割れ試験の試験要領の説明図; および 第8図は、脆化割れ試験の結果を示すグラフである。 1,1′:操作片、2:板ばね 3:打抜口、10:ホースバンド
ンドの略式斜視図; 第3図ないし第6図は、実施例の結果を示すグラフ; 第7図は、脆化割れ試験の試験要領の説明図; および 第8図は、脆化割れ試験の結果を示すグラフである。 1,1′:操作片、2:板ばね 3:打抜口、10:ホースバンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 尚 愛知県愛知郡東郷町大字春木字蛭池1番 地 株式会社東郷製作所内 (72)発明者 福井 清 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡本 篤樹 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 38/00 - 38/60 F21D 6/00,9/00,9/02 F16L 33/02
Claims (4)
- 【請求項1】重量割合にて C :0.30〜0.70%、Si:0.70%以下、 Mn:0.05〜1.00%、P :0.030%以下、 S :0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、 Mo:0.10〜0.50%、Nb:0.005〜0.100%、 sol.Al:0.10%以下、 N :0.002%超〜0.015%以下、 Feおよび不可避不純物:残部 から成る鋼組成を有し、均一なベイナイト組織から成る
ことを特徴とする耐脆化割れ性に優れた板ばねホースバ
ンド。 - 【請求項2】前記鋼組成がさらにTi:0.005〜0.10%およ
び/またはB:0.0003〜0.0020%を含有する請求項1記載
の板ばねホースバンド。 - 【請求項3】重量割合にて C :0.30〜0.70%、Si:0.70%以下、 Mn:0.05〜1.00%、P :0.030%以下、 S :0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、 Mo:0.10〜0.50%、Nb:0.005〜0.100%、 sol.Al:0.10%以下、 N :0.002%超〜0.015%以下、 Feおよび不可避不純物:残部 から成る鋼組成を有する熱延鋼板あるいは冷延鋼板を、
成形加工後、800〜900℃の温度域に加熱してから、240
〜400℃の温度域に急冷・保持するオーステンパ処理を
行って均一なベイナイト組織を形成することを特徴とす
る耐脆化割れ性に優れた板ばねホースバンドの製造方
法。 - 【請求項4】前記鋼組成がさらにTi:0.005〜0.10%およ
び/またはB:0.0003〜0.0020%を含有する請求項3記載
の板ばねホースバンドの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2156025A JP2867626B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 板ばねホースバンドおよびその製造方法 |
EP91109725A EP0461652A1 (en) | 1990-06-14 | 1991-06-13 | Flat spring hose clamp and manufacture of same |
US07/714,823 US5186768A (en) | 1990-06-14 | 1991-06-13 | Flat spring hose clamp and manufacture of same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2156025A JP2867626B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 板ばねホースバンドおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0448049A JPH0448049A (ja) | 1992-02-18 |
JP2867626B2 true JP2867626B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=15618670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2156025A Expired - Lifetime JP2867626B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 板ばねホースバンドおよびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5186768A (ja) |
EP (1) | EP0461652A1 (ja) |
JP (1) | JP2867626B2 (ja) |
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FR2679924B1 (fr) * | 1991-07-30 | 1993-12-10 | Ascometal | Procede de fabrication d'un tube en acier a paroi mince, acier pour la realisation de ce tube et tube pour cadre de cycle obtenu. |
JPH0681078A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-03-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低降伏比高強度鋼材およびその製造方法 |
JPH06264991A (ja) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Johnan Seisakusho Co Ltd | セクタギアの製造方法 |
WO1994020645A1 (en) * | 1993-03-12 | 1994-09-15 | Nippon Steel Corporation | Steel material for induction-hardened shaft part and shaft part made therefrom |
US5733388A (en) * | 1994-08-11 | 1998-03-31 | Daido Tokiushuko Kabushiki Kaisha | Steel composition for bearings and method of producing the same |
JPH09176736A (ja) * | 1995-10-10 | 1997-07-08 | Rasmussen Gmbh | ばね帯金クリップの製造法 |
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US6261388B1 (en) * | 1998-05-20 | 2001-07-17 | Nippon Steel Corporation | Cold forging steel having improved resistance to grain coarsening and delayed fracture and process for producing same |
KR100368530B1 (ko) * | 1998-12-21 | 2003-01-24 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 가공성이 우수한 스프링용 강 |
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US20040025987A1 (en) * | 2002-05-31 | 2004-02-12 | Bhagwat Anand W. | High carbon steel wire with bainitic structure for spring and other cold-formed applications |
JP3763573B2 (ja) | 2002-11-21 | 2006-04-05 | 三菱製鋼株式会社 | 焼入れ性と耐孔食性を改善したばね用鋼 |
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