JP3031816B2 - 低脱炭性ばね用鋼 - Google Patents
低脱炭性ばね用鋼Info
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工時や熱処理時
における脱炭性が著しく少ないばね用鋼に関するもので
ある。
における脱炭性が著しく少ないばね用鋼に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に板ばね、コイルばねあるいはトー
ションバーは、熱間圧延材を焼入れ、焼戻し熱処理して
製造される。これらの製造工程で鋼材表面に脱炭が発生
すると、疲労強度が著しく低下し、ばねとしての特性を
発揮できないという問題がある。したがって、脱炭を防
止するための技術として、特開昭５４−１３６５１８号
のように、鋼の表面に脱炭防止剤の塗布層を形成した
後、熱処理を施す方法や雰囲気中で熱処理する方法等が
従来から実施されている。又、種々の元素を添加するこ
とにより脱炭を減少させる方法もある。例えば、特開昭
５９−１７７３５２号に記載のものは、添加元素がＶ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｔｉであり、特開昭６１
−１７０５４２号に記載のものは添加元素がＣｕ，Ｎｉ
であり、特開昭６１−１８３４４２号は添加元素がＡ
ｓ，Ｓｎ，Ｓｂであり、特開平１−３１９６５０号に記
載のものは、添加元素がＳｂである。
ションバーは、熱間圧延材を焼入れ、焼戻し熱処理して
製造される。これらの製造工程で鋼材表面に脱炭が発生
すると、疲労強度が著しく低下し、ばねとしての特性を
発揮できないという問題がある。したがって、脱炭を防
止するための技術として、特開昭５４−１３６５１８号
のように、鋼の表面に脱炭防止剤の塗布層を形成した
後、熱処理を施す方法や雰囲気中で熱処理する方法等が
従来から実施されている。又、種々の元素を添加するこ
とにより脱炭を減少させる方法もある。例えば、特開昭
５９−１７７３５２号に記載のものは、添加元素がＶ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｔｉであり、特開昭６１
−１７０５４２号に記載のものは添加元素がＣｕ，Ｎｉ
であり、特開昭６１−１８３４４２号は添加元素がＡ
ｓ，Ｓｎ，Ｓｂであり、特開平１−３１９６５０号に記
載のものは、添加元素がＳｂである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の脱炭防止技術の
問題点としては、下記の点が挙げられ、これらの点によ
りコストの上昇は避けられない。 イ．鋼材の表面に脱炭防止剤の塗布層を形成する方法
は、塗布するための時間がかかり、その設備も必要であ
る。 ロ．雰囲気中で熱処理する方法は、雰囲気ガスの費用が
かかり、又、加熱炉の費用も通常のものに比べ高価であ
る。 本発明は、このような問題点を解決して脱炭性を低減し
たばね鋼を安価に提供するものである。
問題点としては、下記の点が挙げられ、これらの点によ
りコストの上昇は避けられない。 イ．鋼材の表面に脱炭防止剤の塗布層を形成する方法
は、塗布するための時間がかかり、その設備も必要であ
る。 ロ．雰囲気中で熱処理する方法は、雰囲気ガスの費用が
かかり、又、加熱炉の費用も通常のものに比べ高価であ
る。 本発明は、このような問題点を解決して脱炭性を低減し
たばね鋼を安価に提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は重量％で、Ｃ：
０．４０〜０．７５％、Ｓｉ：０．１５〜２．５０％、
Ｍｎ：０．３０〜１．２０％、Ａｌ：０．００５〜０．
１００％、Ｓｅ：０．００５〜０．１００％を含有し、
あるいはさらにＮｉ：０．５０〜２．５０％、Ｃｒ：
０．２０〜１．５０％、Ｍｏ：０．０５〜１．５０％の
うち１種ないし２種以上および／又は、Ｖ：０．０１〜
０．５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．５０％のうちの１種
ないし２種を含み、残部はＦｅおよび不可避不純物から
なることを特徴とする低脱炭性ばね用鋼である。本発明
者らは、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ等を主たる添加成分とするばね
用鋼の熱間加工時や熱処理時における脱炭性を改善すべ
く、鋭意研究した結果、Ｓｅおよびその他の種々の添加
元素が有効であることを見出し、上記本発明に到達し
た。
０．４０〜０．７５％、Ｓｉ：０．１５〜２．５０％、
Ｍｎ：０．３０〜１．２０％、Ａｌ：０．００５〜０．
１００％、Ｓｅ：０．００５〜０．１００％を含有し、
あるいはさらにＮｉ：０．５０〜２．５０％、Ｃｒ：
０．２０〜１．５０％、Ｍｏ：０．０５〜１．５０％の
うち１種ないし２種以上および／又は、Ｖ：０．０１〜
０．５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．５０％のうちの１種
ないし２種を含み、残部はＦｅおよび不可避不純物から
なることを特徴とする低脱炭性ばね用鋼である。本発明
者らは、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ等を主たる添加成分とするばね
用鋼の熱間加工時や熱処理時における脱炭性を改善すべ
く、鋭意研究した結果、Ｓｅおよびその他の種々の添加
元素が有効であることを見出し、上記本発明に到達し
た。
【０００５】各成分の限定理由は下記のとおりである。 Ｃ：Ｃは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、
０．４０％未満ではばねとしての必要な強度を得ること
ができず、０．７５％を超えるとばねが脆くなりすぎる
ので０．４０〜０．７５％の範囲とした。 Ｓｉ：Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として作用すると共に、
フェライト中に固溶することにより鋼の強度を向上させ
るのに有効な元素であるが、０．１５％未満では十分な
脱酸作用およびばねとしての必要な強度を得ることがで
きず、２．５０％を超えると靭性が劣化するので、０．
１５〜２．５０％の範囲とした。
０．４０％未満ではばねとしての必要な強度を得ること
ができず、０．７５％を超えるとばねが脆くなりすぎる
ので０．４０〜０．７５％の範囲とした。 Ｓｉ：Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として作用すると共に、
フェライト中に固溶することにより鋼の強度を向上させ
るのに有効な元素であるが、０．１５％未満では十分な
脱酸作用およびばねとしての必要な強度を得ることがで
きず、２．５０％を超えると靭性が劣化するので、０．
１５〜２．５０％の範囲とした。
【０００６】Ｍｎ：Ｍｎは鋼の焼入性を向上させるのに
有効な元素であり、このためには０．３０％以上必要で
あるが、１．２０％を超えると靭性が劣化するので、
０．３０〜１．２０％の範囲とした。 Ａｌ：Ａｌは鋼の脱酸剤およびオーステナイト結晶粒度
の調整を図るために必要な元素であり、０．００５％未
満では結晶粒の微細化が図れず、一方、０．１００％を
超えると鋳造性を低下させ易くなるから、０．００５〜
０．１００％の範囲とした。 Ｓｅ：Ｓｅは鋼中ではＭｎＳｅとして存在し、加熱時の
スケール発生に付随して脱炭層を除去する効果があるの
で、脱炭を防止するのに有効な元素である。そして、こ
のような効果を得るためには、０．００５％以上含有さ
せることが必要であるが、０．１００％を超えると鋼の
靭性が低下するので、０．００５〜０．１００％の範囲
とした。さらに最適な範囲は０．０１〜０．０５％であ
る。
有効な元素であり、このためには０．３０％以上必要で
あるが、１．２０％を超えると靭性が劣化するので、
０．３０〜１．２０％の範囲とした。 Ａｌ：Ａｌは鋼の脱酸剤およびオーステナイト結晶粒度
の調整を図るために必要な元素であり、０．００５％未
満では結晶粒の微細化が図れず、一方、０．１００％を
超えると鋳造性を低下させ易くなるから、０．００５〜
０．１００％の範囲とした。 Ｓｅ：Ｓｅは鋼中ではＭｎＳｅとして存在し、加熱時の
スケール発生に付随して脱炭層を除去する効果があるの
で、脱炭を防止するのに有効な元素である。そして、こ
のような効果を得るためには、０．００５％以上含有さ
せることが必要であるが、０．１００％を超えると鋼の
靭性が低下するので、０．００５〜０．１００％の範囲
とした。さらに最適な範囲は０．０１〜０．０５％であ
る。
【０００７】Ｎｉ：Ｎｉは鋼の焼入性を向上させるのに
有効な元素であり、０．５０％未満ではその効果が十分
でなく、２．５０％を超えると焼入れ、焼戻し後のばね
の残留オーステナイトが増大し、ばねの疲労強度に悪影
響を及ぼすので、その範囲を０．５０〜２．５０％とし
た。 Ｃｒ：Ｃｒは鋼の強度を高めるのに有効な元素である
が、０．２０％未満ではその効果を十分に期待すること
ができず、又、１．５０％を超えると靭性が劣化するの
で、その範囲を０．２０〜１．５０％とした。 Ｍｏ：Ｍｏは鋼の焼入性を確保し、鋼の強度と靭性を高
める元素であるが、０．０５％未満ではそれらの効果が
十分に期待することができず、又、１．５０％を超える
と粗大な炭化物を析出しやすく、ばね特性を劣化させる
ので、その範囲を０．０５〜１．５０％とした。 Ｖ：Ｖは鋼の強度を高める元素であるが、０．０１％未
満ではその効果を十分に期待することができず、又、
０．５０％を超えるとオーステナイト中に溶解されない
炭化物が増加し、ばね特性を劣化させるため、その範囲
を０．０１〜０．５０％とした。
有効な元素であり、０．５０％未満ではその効果が十分
でなく、２．５０％を超えると焼入れ、焼戻し後のばね
の残留オーステナイトが増大し、ばねの疲労強度に悪影
響を及ぼすので、その範囲を０．５０〜２．５０％とし
た。 Ｃｒ：Ｃｒは鋼の強度を高めるのに有効な元素である
が、０．２０％未満ではその効果を十分に期待すること
ができず、又、１．５０％を超えると靭性が劣化するの
で、その範囲を０．２０〜１．５０％とした。 Ｍｏ：Ｍｏは鋼の焼入性を確保し、鋼の強度と靭性を高
める元素であるが、０．０５％未満ではそれらの効果が
十分に期待することができず、又、１．５０％を超える
と粗大な炭化物を析出しやすく、ばね特性を劣化させる
ので、その範囲を０．０５〜１．５０％とした。 Ｖ：Ｖは鋼の強度を高める元素であるが、０．０１％未
満ではその効果を十分に期待することができず、又、
０．５０％を超えるとオーステナイト中に溶解されない
炭化物が増加し、ばね特性を劣化させるため、その範囲
を０．０１〜０．５０％とした。
【０００８】Ｎｂ：Ｎｂは結晶粒の微細化および微細炭
化物の析出により鋼の強度と靭性を高める元素である
が、０．０１％未満ではその効果を十分に期待すること
ができず、又、０．５０％を超えるとオーステナイト中
に溶解されない炭化物が増加し、ばね特性を劣化させる
ため、その範囲を０．０１〜０．５０％とした。 本発明は以上のような必須成分および選択成分を有する
低脱炭性ばね用鋼に関するものであるが、その製造に際
しては、通常の製鋼、造塊あるいは連続鋳造、分塊圧延
さらに棒鋼圧延もしくは線材圧延又は平鋼圧延の工程を
経てばね用鋼を得ることができる。
化物の析出により鋼の強度と靭性を高める元素である
が、０．０１％未満ではその効果を十分に期待すること
ができず、又、０．５０％を超えるとオーステナイト中
に溶解されない炭化物が増加し、ばね特性を劣化させる
ため、その範囲を０．０１〜０．５０％とした。 本発明は以上のような必須成分および選択成分を有する
低脱炭性ばね用鋼に関するものであるが、その製造に際
しては、通常の製鋼、造塊あるいは連続鋳造、分塊圧延
さらに棒鋼圧延もしくは線材圧延又は平鋼圧延の工程を
経てばね用鋼を得ることができる。
【０００９】
【実施例】表１に本発明の実施例と比較例の組成を示
す。
す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１に示す供試鋼を９００℃で３０分間保
持し焼入れた後、４５５℃で１時間焼戻したときのフェ
ライト脱炭層深さと全脱炭層深さを表２に示す。比較例
鋼ではフェライト脱炭が発生しているのに対して、本発
明実施例鋼ではいずれもフェライト脱炭が発生していな
い。又、全脱炭層深さにおいても、比較例鋼に比べて本
発明実施例鋼は少ない。このことは、特に、Ｓｅを添加
して、特許請求の範囲に限定した組成範囲に成分を調整
した本発明鋼がフェライト脱炭の防止、あるいは全脱炭
層の深さの減少が非常に効果的に達成できることを示し
ている。なお、Ｓｅの添加によるばね特性を低下させる
要因は特に認められなかった。
持し焼入れた後、４５５℃で１時間焼戻したときのフェ
ライト脱炭層深さと全脱炭層深さを表２に示す。比較例
鋼ではフェライト脱炭が発生しているのに対して、本発
明実施例鋼ではいずれもフェライト脱炭が発生していな
い。又、全脱炭層深さにおいても、比較例鋼に比べて本
発明実施例鋼は少ない。このことは、特に、Ｓｅを添加
して、特許請求の範囲に限定した組成範囲に成分を調整
した本発明鋼がフェライト脱炭の防止、あるいは全脱炭
層の深さの減少が非常に効果的に達成できることを示し
ている。なお、Ｓｅの添加によるばね特性を低下させる
要因は特に認められなかった。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】本発明によるばね用鋼は、脱炭防止剤や
特定の熱処理設備を必要としないで熱間加工時や熱処理
時における脱炭を著しく低くすることができる。従っ
て、コイルばね、板ばねあるいはトーションバーに適用
した場合に、低コストで脱炭を著しく低減するという非
常に優れた効果を有する。
特定の熱処理設備を必要としないで熱間加工時や熱処理
時における脱炭を著しく低くすることができる。従っ
て、コイルばね、板ばねあるいはトーションバーに適用
した場合に、低コストで脱炭を著しく低減するという非
常に優れた効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−15951（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．４０〜０．７５％、
Ｓｉ：０．１５〜２．５０％、Ｍｎ：０．３０〜１．２
０％、Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｓｅ：０．０
０５〜０．１００％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純
物からなることを特徴とする低脱炭性ばね用鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．４０〜０．７５％、
Ｓｉ：０．１５〜２．５０％、Ｍｎ：０．３０〜１．２
０％、Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｓｅ：０．０
０５〜０．１００％とＮｉ：０．５０〜２．５０％、Ｃ
ｒ：０．２０〜１．５０％、Ｍｏ：０．０５〜１．５０
％のうち１種ないし２種以上および／又はＶ：０．０１
〜０．５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．５０％のうちの１
種ないし２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なることを特徴とする低脱炭性ばね用鋼。 - 【請求項３】 Ｓｅが０．０１〜０．０５％の範囲であ
る請求項１又は請求項２記載の低脱炭性ばね用鋼。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066016A JP3031816B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 低脱炭性ばね用鋼 |
| US08/281,240 US5470528A (en) | 1994-04-04 | 1994-07-27 | Low decarburization spring steel |
| EP94119037A EP0676482A1 (en) | 1994-04-04 | 1994-12-02 | Low decarburization spring steel |
| CA002137743A CA2137743C (en) | 1994-04-04 | 1994-12-09 | Low decarburization spring steel |
| KR1019940033590A KR0141049B1 (ko) | 1994-04-04 | 1994-12-10 | 저탈탄성 스프링용강 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066016A JP3031816B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 低脱炭性ばね用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07278747A JPH07278747A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3031816B2 true JP3031816B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=13303724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6066016A Expired - Fee Related JP3031816B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 低脱炭性ばね用鋼 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5470528A (ja) |
| EP (1) | EP0676482A1 (ja) |
| JP (1) | JP3031816B2 (ja) |
| KR (1) | KR0141049B1 (ja) |
| CA (1) | CA2137743C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3403913B2 (ja) * | 1997-03-12 | 2003-05-06 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度ばね用鋼 |
| JP2000096184A (ja) * | 1998-07-23 | 2000-04-04 | Kobe Steel Ltd | 表面性状に優れたばね用線材 |
| KR100940674B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2010-02-08 | 주식회사 포스코 | 스프링용강 선재의 제조방법 |
| DE102004037721A1 (de) * | 2004-08-04 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Druckfeder zum Ansteuern eines dynamisch beanspruchten Elements |
| EP3330400A1 (en) * | 2015-07-28 | 2018-06-06 | Sidenor Investigación y Desarrollo, S.A. | Steel for springs of high resistance and hardenability |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU594208A1 (ru) * | 1976-10-05 | 1978-02-25 | Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср | Литейна сталь |
| JPS54136518A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Low decarburization spring steel |
| DE2951812A1 (de) * | 1978-12-25 | 1980-07-10 | Daido Steel Co Ltd | Automatenstahl |
| SU973659A1 (ru) * | 1981-02-02 | 1982-11-15 | Предприятие П/Я А-1697 | Сталь |
| JPS59173250A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-01 | Daido Steel Co Ltd | 快削ばね用鋼およびその製造方法 |
| JPS59177352A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-08 | Daido Steel Co Ltd | 連続鋳造用低脱炭ばね鋼 |
| JPS6115951A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-24 | Aichi Steel Works Ltd | 快削性の優れたばね用鋼 |
| JPS61170542A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Daido Steel Co Ltd | 低脱炭バネ鋼 |
| JPS61183442A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-16 | Daido Steel Co Ltd | 低脱炭バネ鋼 |
| JPH01319650A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-25 | Daido Steel Co Ltd | 低脱炭ばね鋼 |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP6066016A patent/JP3031816B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-27 US US08/281,240 patent/US5470528A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-02 EP EP94119037A patent/EP0676482A1/en not_active Withdrawn
- 1994-12-09 CA CA002137743A patent/CA2137743C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-10 KR KR1019940033590A patent/KR0141049B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2137743A1 (en) | 1995-10-05 |
| JPH07278747A (ja) | 1995-10-24 |
| CA2137743C (en) | 1999-11-16 |
| KR0141049B1 (ko) | 1998-07-15 |
| US5470528A (en) | 1995-11-28 |
| EP0676482A1 (en) | 1995-10-11 |
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