JPH01184223A - 高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法 - Google Patents

高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法

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JPH01184223A
JPH01184223A JP679788A JP679788A JPH01184223A JP H01184223 A JPH01184223 A JP H01184223A JP 679788 A JP679788 A JP 679788A JP 679788 A JP679788 A JP 679788A JP H01184223 A JPH01184223 A JP H01184223A
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suspension spring
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高田 司
Yoshiro Koyasu
子安 善郎
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/021Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車用懸架ばねとして用いられる高温へたり
性の優れたばねの製造法に関するものである。
(従来の技術) 自動車の走行性能や燃費を向上させるために、自動車車
体の軽量化が進められており、自動車の構成部品の一つ
であるばねにおいても軽量化、高応力化が要求されてい
る。特に自動車用懸架ばねの高応力化のためには、耐へ
たり性の改善が必要である。
更に最近では自動車の前輪駆動方式が主流となるなど、
懸架ばねの使用温度条件は苛酷になってきており、高温
域でのへたり性が重要視され、高温へたり性の優れたば
ねの出現が望まれている。
ここで言う「へたり」とはコイルばねが使用中に永久変
形を起こし、その自由高さが変化する現象であり、この
耐へたり性の優れたばねが開発されればばねの使用設計
応力を更に上げることが可能となりその結果ばねの軽量
化を図ることが可能である。
ところで、従来自動車の懸架用のばねは、JISSUP
6〜7に代表される51−Mn系及びSAE 9254
に代表される5i−Cr系の鋼種あるいは、最近開発さ
れたこれらの鋼種にNb、  V等の合金元素を添加し
たばね鋼を用いた熱間あるいは冷間ばねが使用されてい
る(特公昭59−41502号、特公昭62−3710
8号の公報)。
熱間ばねは上記ばね鋼を熱間でばねに成型後、焼入・焼
戻処理、室温でのセソチング、ショット。
塗装工程を経て製造されている。又冷間ばねは焼入・焼
戻処理したばね鋼線(いわゆるOT線)を冷間でばねに
成型後低温での歪取り焼鈍、ショット、セソチング、塗
装の工程で作られている。
いずれの工程で作ったばねでも、従来のばね鋼を室温で
のセノチングによる方法で製造したばねでは、へたりに
対する厳しい要求に対して、満足できる結果が得られな
かったのが現状である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は上述の如く最近問題となってきた高温でのへた
り性を改善したばねの製造方法に関するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は上記の問題点を解決するため研究を重ね発
明を成し遂げた。
即ち重量%で C: 0.40〜0,85 Si : 0.10〜1.50 Mn: 0.30〜1.50 Cr: 0.10〜1.OO へI21.O15未満 N : 0.0060〜0.0200 を含み、残りは実質的にFeよりなる鋼を、熱間ばねで
は熱間成型、焼入焼戻後、冷間ばねの場合は焼入焼戻し
だ鋼線を冷間で成型後、80〜400°Cに加熱しその
温度域において、当該ばねに剪断歪で0.005〜0.
030のセソチング歪を与えることを特徴とする高温へ
たり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法である。
第1図は第1表に示す化学成分を有する直径11mmの
線材を900°Cに加熱焼入後種々の温度で焼戻すこと
により硬さを調節した線材を25゜100.150℃の
温度で剪断歪γで0.019の捩り歪を与えた後、80
℃で捩りクリープ試験を行い96Hr経過後の残留剪断
歪量を測定した結果である。図から明らかなように、■
鋼を150℃で歪を与えた場合、現在の標準ばねである
■の5UP7釧を常温(25℃)でセソチングしたもの
より、残留剪断歪が小さくへたり性が優れていることが
判る。
本発明者等は、高温でのへたり改善に対するこのような
新しい知見をもとに本発明を完成した。
(作 用) 以下に本発明で規定している各発明構成因子の作用限定
理由について説明する。
Cは材料の焼入性、強度を左右する元素で、0.40%
以下ではばねとして必要な硬さを得ることが出来ない。
また0、85%を越えるとばねの靭性が低下して脆くな
るため避けなければならない。
Siは脱酸剤、焼入性の確保、へたり性の向上のため必
要で、0.10%未満では、脱酸剤として不十分で又1
.50%を越えてもへたり向上効果が飽和するので上限
を1.50%とした。
Mnは脱酸剤として、また焼入性を確保し所定の硬さの
ばねを得るため必要である。0.30%未満では脱酸剤
としての効果が十分得られない。1.50%を越えて添
加してもそれ以上の効果が得られないので特許請求の範
囲から除いた。
CrはSiが高い場合出現し易い黒鉛の析出を防止する
と共に、Si、 Mnと同しく焼入性を上げ、所定の硬
さを得るため必要である。このため0.10%以上必要
であり、又1.00%を越えて添加してもそれ以上の効
果が得られないため特許請求の範囲から除いた。
Nは80〜400℃でのセソチング歪を有効にばねのへ
たり改善に作用させるため必要で、0.0060%以下
ではその効果が不十分で、又0.0200%を越えても
それ以上の効果が得られない。
八iはNと結合して八nNとなり結晶粒微細化に寄与す
るが、しかしiを過度に多くするとこのiN結合のため
へたり性の改善に必要な同容Nが減少するのでAI量の
上限を0.015%未満とした。
本発明のもう一つのポイントは、以上の如く化学成分を
制御した鋼をばねに成型後80〜400℃の温度域で所
定の歪を付加することにある。
歪を与える温度域は80〜400°Cの範囲である。こ
こで80℃より低い温度域で歪を加えても、十分なへた
りの改善効果が得られない。又400℃を越えた温度に
加熱して歪を与えてもそれ以上の効果が得られないし、
ばねの曲がり等の問題も生じてくるので避けなければな
らない。
与えるセソチング歪の量は、剪断歪で0.005〜0.
030の範囲の歪である。与える歪の量が0.005よ
り小さい場合へたり改善効果が十分でない。また0、0
30を越えて歪を与えてもそれ以上の効果が得られない
し、ばねの形状によっては密着してしまうので避けなけ
ればならない。
ばねはいわゆる熱間ばねと冷間ばねと呼ばれる二種類の
ばねの製造方法が知られているが、上記の歪を与える時
期は、熱間ばねでは熱間で成型し焼入・焼戻処理した後
であり、冷間ばねでは焼入焼戻処理した鋼線(いわゆる
OT線)を冷間でばねに成型し低温焼鈍した後に付与す
る。
(実施例) 以下に実施例を挙げて更に本発明を説明する。
第2表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、通常の方法
で直径12.80の線材に圧延した。この線材から、線
径12.51m、コイル平均径140+u、高さ370
■の自動車用の懸架ばねを熱間で成型し、焼入・焼戻処
理でH,tc52.5の硬さに調節した。
このばねを第3表に示す条件で剪断歪で0.019のセ
ソチングを行った。この後ショット投射、塗装、焼き付
は処理を行ない、懸架ばねとした。
耐へたり性を評価するため100℃において、試験応力
が115kg/1m2となるような締めつけ試験を96
時間を行ない、その時のへたり量(残留剪断歪)を比較
した。その結果を第3表に示す。
第3表の結果から明らかな如く、本発明方法によるばね
は、現行のばねに比べ、同等以上のへたり特性を有して
いることが判る。
第 3 表  セソチング温度とへたり試験結果(発明
の効果) 本発明を実施することにより、従来高価な高合金のばね
鋼を使って製造していたのに代って、安価な方法でへた
り性の優れた自動車懸架用のばねを製造することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は各セソチング温度における残留剪断歪量を示す
図である。 特許出願人  新日本製鐵株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  重量%でC:0.40〜0.85 Si:0.10〜1.50 Mn:0.30〜1.50 Cr:0.10〜1.00 Al:0.015未満 N:0.0060〜0.0200 を含み、残りはFe及び不可避的不純物からなる鋼を、
    熱間ばねでは熱間成型、焼入焼戻後、冷間ばねの場合は
    焼入焼戻した鋼線を冷間で成型後、80〜400℃に加
    熱しその温度域において、当該ばねに剪断歪で0.00
    5〜0.030のセッチング歪を与えることを特徴とす
    る高温へたり性の優れた自動車用懸架ばねの製造方法
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