JPH0130893B2 - - Google Patents

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JPH0130893B2
JPH0130893B2 JP17292280A JP17292280A JPH0130893B2 JP H0130893 B2 JPH0130893 B2 JP H0130893B2 JP 17292280 A JP17292280 A JP 17292280A JP 17292280 A JP17292280 A JP 17292280A JP H0130893 B2 JPH0130893 B2 JP H0130893B2
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JP
Japan
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aging
aging treatment
stainless steel
time
treatment
Prior art date
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Application number
JP17292280A
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English (en)
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JPS5798629A (en
Inventor
Kohei Murakami
Tetsuo Nishino
Shigenori Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kinzoku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kinzoku Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Kinzoku Co Ltd filed Critical Nippon Kinzoku Co Ltd
Priority to JP17292280A priority Critical patent/JPS5798629A/ja
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Publication of JPH0130893B2 publication Critical patent/JPH0130893B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車、船外機、電気機器などに用
いられる高強度薄板ばねの素材である析出硬化系
ステンレス鋼帯の製造方法。 ばね用のステンレス鋼帯として、SUS304、
SUS301を中心とするオーステナイト系ステンレ
ス鋼と、SUS631を中心とする析出硬化系ステン
レス鋼が一般に使用されている。とくに析出硬化
系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス
鋼よりも耐熱性にすぐれ、強度及び耐熱性を要求
される薄板ばねにもつとも適したばね材料である
ことはよく知られている。 この析出硬化系ステンレス鋼は、冷間圧延と時
効処理とを組合わせることによつて最も高い強度
が得られるため、上述した薄板ばねは、もつぱら
次の方法で製造されている。 すなわちこの種の薄板ばねは、固溶化熱処理を
行なつた析出硬化系ステンレス鋼帯を冷間圧延
後、プレスにより所定の形状に打抜き、場合によ
つては軽度の曲げなどの成形加工を行ない、しか
る後475℃前後の温度で1時間程度の保持時間を
かけて時効処理をおこなうことにより製造され
る。 しかしながら、この方法には、いくつかの問題
点がある。その第1の問題点は、プレス打抜きし
た部品に反りが生じ、しかも反りの程度にばらつ
きがあることである。その理由は、打抜き前の析
出硬化系ステンレス鋼帯は、圧延による残留応力
が多く存在し、しかも残留応力の幅方向及び板厚
方向の分布状態が必ずしも均一でないためであ
る。 この問題の解決手段として、反りの生じた部品
を治具を用いて平らに保持し、この状態で時効処
理を行なうことにより、形状を矯正する方法があ
る。しかしこの方法は、平板状の部品のみ適用で
き、曲げなどの成形加工を行なつた部品について
は適用することができない。 第2の問題点は、時効処理にコストがかかり、
ばねの製造コストが高いことである。すなわち
475℃前後の温度で約1時間の時効処理を行なう
に際し、ステンレス鋼の光沢のある表面を損なわ
ずに処理するためには、水素などの保護雰囲気あ
るいは真空雰囲気中で処理することが必要であ
る。しかしバツチ式の加熱炉を使用して上記雰囲
気で長時間処理することは、雰囲気保持のために
コストがかかる。 この時効処理に代えて、大気中または塩浴中で
加熱した後、表面に形成された酸化皮膜を酸洗い
あるいはバレル研磨などの方法で除去する方法が
あるが、この方法は工程数が多くなり、やはり製
造コストがかさむ。 このことから本発明者は、析出硬化系ステンレ
ス鋼の時効処理に際し、その加熱温度及び加熱時
間を変えて時効の効果を研究した結果、数分間、
最大でも10分以下という、通常行なわれている1
時間前後という時効処理時間に比較してきわめて
短時間で時効処理を行なつても、温度、時間の管
理が適切でありさえすれば、時効の効果が十分に
発揮させることが可能であるという、従来の常識
では予想し得ない事実を見出した。 すなわち、従来析出硬化系ステンレス鋼の時効
処理を475℃付近で1時間前後おこなうのは第1
図に示す時効効果の特性に由来する。第1図に時
効の効果の指標となる硬さと時効時間との間係を
450℃で加熱した場合(曲線a)、475℃で加熱し
た場合(曲線b)、500℃で加熱した場合(曲線
c)及び525℃で加熱した場合(曲線d)につき
示す。従来行なつていた475℃の場合(曲線b)
は、最大の強度が得られ、かつ時効時間が40分〜
160分の範囲では強度はほぼ一定の値を示す。従
つてこの温度では、処理時間の厳密な管理が不要
であり、量産現場において、もつとも望ましい作
業条件である。 このようなことから従来においては、時効処理
を475℃付近で1時間程度おこなうことは常識で
あり、時効処理を短時間で行なうことは好ましく
ないと考えられていた。従つて、数分程度の短時
間で時効処理を行なつた場合、どのような時効特
性を示すかという点については、現状では十分な
解明がなされていない。 そこで本発明者は、短時間の時効処理を行なつ
て、時効時間の硬さとの関係を研究した。その結
果を第2図に示す。第2図は17%Cr、7%Ni、
1%Alを含有する析出硬化系ステンレス鋼帯を
加工度75%で冷間圧延した後、450℃(曲線a′)、
475℃(曲線b′)、500℃(曲線c′)、525℃(曲線
d′)、及び550℃(曲線e′)の温度で時効処理を行
なつたものを示す。この図からわかるように475
℃より高い温度で時効することにより、10分以下
の短時間の時効処理においてもかたさの上昇幅は
475℃で長時間時効した場合に比して若干少ない
が時効の効果は実用上十分であることがわかつ
た。 更に本発明者は、高温で時効処理した場合、従
来方法による場合に較べて残留応力の低減の度合
がどの程度あるかを研究した。その結果を第3図
に示す。第3図は17%Cr、7%Ni、1%Alを含
む析出硬化系ステンレス鋼帯を70%で冷間圧延し
た後、時効処理して、鋼帯の長手方向の残留応力
が鋼帯の表皮から板厚の中心に至るまでの各位置
において、どのような値を示しているかを表わし
たものである。。図中曲線fは時効処理前の残留
応力を示し、曲線b″は475℃で4分間時効処理し
たもの、曲線d″525℃で4分間時効処理したもの
を示す。 第3図から冷間圧延したままの状態(曲線f)
では、表皮において+60Kgf/mm2、板厚中心部で
−40Kgf/mm2の残留応力が存在するが、525℃で
4分間時効したもの(曲線d″)は最大値において
も数Kgf/mm2程度にまで軽減し、実用的には、ほ
とんど零に等しいレベルにまで低下している。従
つて高温での短時間の時効処理によつても、その
目的を十分に達成でき、しかも残留応力が実用的
にほとんど零であるため、この時効処理後に打抜
き等の加工をおこなつても反り等が生じないもの
であることが判明した。 本発明は、このような知見にもとづいてなされ
たもので、その目的とするところは、強度及びば
ね特性を維持しつつ打抜きによる反りを防止し、
しかも製造コストを低くすることができる。析出
硬化系ステンレス鋼帯の製造方法を得んとするも
のである。 以下本発明方法を説明する。 まず本発明では、固溶化熱処理を行なつた析出
硬化系ステンレス鋼帯を加工度50%以上で冷間圧
延する。この工程は、従来方法と同じである。加
工度を50%以上とすることにより、ばね用材料を
得るのに十分な時効処理前の硬度を得ることがで
きるが、加工度の設定は、時効処理との関係で選
定される。例えば、時効による硬さの上昇幅が若
干少ないことが見込まれる場合、冷間圧延率を高
めに設定する。 次いで本発明では、このステンレス鋼帯を500
〜700℃の温度で連続加熱炉を用いて連続的に0.5
〜10分間時効処理する。時効処理の温度及び時間
をこの範囲に限定する理由は、この範囲とするこ
とにより鋼帯の硬度を薄板ばねに必要な硬度まで
向上させることができ、しかも打抜き等の加工時
における反りを防止できる程度まで残留応力を低
減できるためである。ここで処理温度が500℃未
満の温度では短時間の加熱による時効の効果が十
分ではなく、また700℃を越える温度では時効現
象があまりにも短時間で進行し、現場作業におい
て温度、時間などの条件を管理することが困難
で、いずれも不適当である。また時効時間が0.5
分未満では時効の効果が十分ではなく、また10分
を越えると硬度の低下が著しいとともに製造コス
トの上昇をまねくため、いずれも不適当である。
しかして、この方法によれば、短時間で時効処理
を行なうことができ、製造コストを低く抑えるこ
とができる。しかしこの時効処理により、残留応
力を十分軽減できるので、打抜等によつて薄板ば
ねを製造する際に反りが生じず、それ以後の処理
を必要とせず工程を簡略化できる。 なお本発明方法と、みかけ上似ている方法とし
て、テンシヨン・アニーリングと呼ばれる処理方
法があるが、この方法は、本発明方法と全く異な
るものである。すなわちテンシヨン・アニーリン
グは、オーステナイト系ばね用ステンレス鋼帯の
処理に用いられ、鋼帯に張力を加えながら短時間
(数分以内)加熱して鋼帯の平担度を改善する方
法である。従つて、テンシヨン・アニーリングが
平担度改善のために張力を加えているのに対し、
本発明方法は時効処理を目的とし、あらかじめ冷
間圧延において形状をコントロールしておきさえ
すれば、単に連続加熱炉を通過させるのに必要な
だけの最小の張力で十分であり、テンシヨン・ア
ニーリングは本発明方法とは全く異なる方法であ
る。 次に本発明の実施例を説明する。 固溶化熱処理を行なつた析出硬化系ステンレス
鋼帯(17%Cr、7%Ni、1%Alを含むステンレ
ス鋼)を、加工度63%の冷間圧延を施して厚さ
0.25mmとした後、連続加熱炉を使用して無酸化雰
囲気中にて525℃で4分間時効処理を行なつた。
この鋼帯の時効処理前の硬さはHv479で、時効処
理後の硬さはHv544であつた。さらにこの鋼帯か
ら幅10mm、長さ100mmの細長形状の試験片を打抜
き、この試験片1を第4図に示すように定盤2の
上に水平に置いて反りHを測定した。その結果ほ
とんど零に近い値であつた。 またこの試験片のばね限界値および両振り疲れ
限度を測定し、これら測定値を製造条件とともに
第1表に示す。 これと比較するために、固溶化熱処理を行なつ
た同一鋼種の鋼帯を、加工度55%の冷間圧延を施
して板厚を0.25mmとした。このときの硬さは
Hv458であつた。次いでプレスによつて実施例と
同寸法の試験片を打抜き、反りHを測定した。そ
の結果約3.1mmであつた。この試験片を、従来法
すなわち475℃で1時間の時効処理を行なつた。
時効後の硬さはHv538であつた。また時効処理に
際し、試験片を何ら拘束することなく加熱炉中に
水平に置いたものは、時効後の反りが2.5mmで、
あまり変化はみられない。また試験片を厚さ10mm
の平担な厚板にはさんで加熱炉中に置いたもの
は、反りが0.9mmとなり、かなりの形状の改善が
見られたが、まだ不完全であつた。またこの試験
片のばね限界値および両振り疲れ限度を測定し、
その測定結果を反りの測定結果、製造条件ととも
に第1表に併記する。
【表】 上表から明らかなように本発明によれば、加工
時の反りを防止し、しかも時効処理が短く、製造
コストを低くすることができる顕著な効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は時効時間(0〜160分)と硬さとの関
係を各種温度ごとに示した図、第2図は時効時間
(0〜10分)と硬さとの間係を各種温度ごとに示
した図、第3図は時効処理における残留応力の分
布を示す図、第4図は反りの試験方法を示す説明
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 固溶化熱処理を行なつた析出硬化系ステンレ
    ス鋼帯を加工度50%以上で冷間圧延した後、500
    〜700℃の温度で連続的に0.5〜10分間時効処理す
    ることを特徴とする析出硬化系ステンレス鋼帯の
    製造方法。
JP17292280A 1980-12-08 1980-12-08 Manufacture of precipitation-hardened type stainless steel strip Granted JPS5798629A (en)

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JP17292280A JPS5798629A (en) 1980-12-08 1980-12-08 Manufacture of precipitation-hardened type stainless steel strip

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JPS5798629A JPS5798629A (en) 1982-06-18
JPH0130893B2 true JPH0130893B2 (ja) 1989-06-22

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JP2756549B2 (ja) * 1989-07-22 1998-05-25 日新製鋼株式会社 ばね特性に優れた高強度複相組織ステンレス鋼帯の製造法
GB2356203A (en) * 1999-09-29 2001-05-16 Brandauer & Co Ltd C Electromagnetic shielding

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