JPH06179127A - 懸架用防食ばねの製造方法 - Google Patents

懸架用防食ばねの製造方法

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JPH06179127A
JPH06179127A JP33468792A JP33468792A JPH06179127A JP H06179127 A JPH06179127 A JP H06179127A JP 33468792 A JP33468792 A JP 33468792A JP 33468792 A JP33468792 A JP 33468792A JP H06179127 A JPH06179127 A JP H06179127A
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JP
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spring
soaking
manganese
painting
suspension
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JP33468792A
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Inventor
Hideo Koyahara
英雄 小屋原
Yasuhiko Mitsuyoshi
康彦 三吉
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ばねの破断起点となる孔食発生を防ぎ、しか
も遅れ破壊を防止し、強度低下のない懸架用防食ばねの
製造方法を提供する。 【構成】 均熱、熱間成形、焼き入れ、焼き戻し、ショ
ットピーニング、化成処理、塗装など、あるいは冷間成
形、均熱、焼き入れ、焼き戻し、ショットピーニング、
化成処理、塗装など、一連の工程を経た懸架ばねの製造
方法において、均熱する前の、ばね用鋼材の表面の少な
くとも一部分にマンガンを電気めっきし、均熱処理の際
にマンガンを拡散浸透させると共に鋼材中の水素を放出
し、しかも無塗装仕上げすることを特徴とする一連のば
ね製造方法。 【効果】 遅れ破壊のない懸架用ばねの製造が可能とな
り、さらに塩害環境における腐食疲労・破断の起点とな
る孔食の発生を防ぐ懸架ばねを提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐孔食性に優れた懸架用
防食ばねの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】車
両懸架用ばねの防食方法は、例えば特開昭59−222
274号公報に記載されている如く、メラミン、アルキ
ッド系樹脂塗料やエポキシ系樹脂塗料をばねの表面に塗
布・焼き付けするのが一般的である。しかし塗膜は、特
開昭63−7344号公報に記載されている如く、ばね
と支持部との干渉作用、小石の跳ね返りなどにより剥離
しやすいことも事実である。さらに塩害環境におけるば
ねの腐食による破断位置および破断起点は、例えばばね
論文集第29号(懸架ばねの腐食疲労試験方法に関する
研究−懸架ばね腐食疲労試験委員会編)の市場走行回収
部品の調査結果から、座巻部に近いばね線間接触部分で
あり、破断面はいずれも孔食を起点とする疲労破面であ
ることが確認されている。
【0003】そこで孔食発生を防ぐための手段として、
例えば特開昭62−49035号公報に記載されている
如く、ばね母材よりも卑な金属、すなわち亜鉛をめっき
し、その上に塗装を施すことによって、ばね座部分の耐
食性の向上を図っている。さらに、特開昭63−734
4号公報に記載されている如く、成形したばね本体へ亜
鉛を溶射させ、あるいはめっきを行い、比較的低い温度
の熱処理によって拡散させるなどの方法が提案されてい
るが、溶射によって亜鉛を付着させた場合は拡散皮膜厚
みが不均一になるなどの理由から実用化されていないの
が現状である。一般に、ばね完成品へめっきを施すとい
う方法は、酸洗い、電気分解時の水素侵入が遅れ破壊の
原因となることから、嫌われているという経緯がある。
【0004】一方、均熱処理する前のばね用鋼材にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金の溶融めっきを施し、
オイルテンパー処理またはパテンティング処理を行いア
ルミニウムを拡散浸透させるという方法が、例えば特開
昭63−7357号公報に提案されているが、アルミニ
ウム自体は懸架ばねの使用環境ではその保護皮膜の性質
により犠牲防食作用が期待できず、耐孔食性の効果が得
られていない。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、懸架用ばねを孔
食からまもるための新しい表面処理方法として、均熱処
理する前のばね用鋼材表面に予めマンガンを電気めっき
し、一連のばね製造工程を経た後、無塗装仕上げして成
る懸架用防食ばねの製造方法を提案する。ここで懸架用
ばね(コイルばね、板ばね)の製造方法については、当
業者においては熟知されているので詳細な説明を省略
し、標準的な工程の記述のみで説明する。
【0006】本発明の要旨は、均熱、熱間成形、焼き入
れ、焼き戻し、ショットピーニング、化成処理、塗装な
ど一連の工程を経た懸架用ばね製造方法において、均熱
の前のばね用鋼材表面にマンガンを電気めっきし、次の
均熱処理の際にマンガンを拡散浸透すると共に鋼材中の
水素を放出させ、遅れ破壊を防ぎ且つ耐孔食性に優れた
無塗装仕上げすることを特徴とする懸架用防食ばねの製
造方法にあり、また、均熱、熱間成形、焼き入れ、焼き
戻し、ショットピーニング、化成処理、塗装など一連の
工程を経た懸架ばねの製造方法において、冷間成形の前
のばね用鋼材表面にマンガンを電気めっきし、次の均熱
処理の際にマンガンを拡散浸透すると共に材中の水素を
放出させ、遅れ破壊を防ぎ且つ且つ耐孔食性に優れた無
塗装仕上げすることを特徴とする懸架用防食ばねの製造
方法にある。
【0007】
【作用】懸架用ばねの破断の起点となる孔食の発生を防
ぐには、イオン化傾向がばね母材よりも卑な金属を被覆
することによる、犠牲防食作用を利用するのが最も一般
的で確実な方法である。すなわち、ばねの母材は高炭素
鋼でその主成分は鉄で、その水溶液系の電極反応及び標
準電極電位(熱力学データからの計算値25℃、水素基
準)は、 Fe2++2e- =Fe(solid)、−0.440 E0 /V であるのに対して、マンガンは Mn2++2e- =Mn(solid)、−1.18 E0 /V であり、亜鉛は Zn2++2e- =Zn(solid)、−0.7627 E0 /V である。(電気化学便覧 第4版(電気化学協会編、丸
善)、より)ここで電極電位の絶対値が大きいほどイオ
ン化傾向が大きい、すなわち卑であることを示してい
る。従って、鉄の腐食を保護するための犠牲防食作用は
亜鉛よりもマンガンの方が大きいことがわかる。
【0008】次に、マンガンをめっきしたばね完成品を
無塗装で仕上げた方がよい理由を説明する。もしも、マ
ンガンがめっきされ、しかも最終的に塗装仕上げされた
懸架ばねが腐食環境に曝された場合、めっきしたマンガ
ンは塗膜の欠陥部分から溶出して褐色の酸化物を生成す
る。めっきしたマンガンは極めて活性で、塩害などの塩
素イオンの存在下で溶け出すが、一旦表面に緻密な不働
態皮膜を生成すると殆ど溶出しなくなるのが特徴であ
る。めっき表面に緻密な不働態皮膜を生成し、維持する
ためには空気中の酸素を遮断する塗膜が存在しない方が
望ましい。これはステンレススチールが裸で使用された
方が、緻密なクロムの酸化物皮膜によって内部が保護さ
れ、孔食を発生し難く、その耐孔食性をより発揮するの
と同じ原理である。すなわちマンガンめっき材は塗装し
ないで裸使用された場合に真の耐孔食性を発揮すること
が明らかになった。
【0009】一方、ばねの成形品に対してマンガンめっ
き処理を行ったのでは、遅れ破壊の原因となる水素を追
い出すための加熱処理工程を更に必要とし、それは新た
にばねの強度低下の原因を生む、という悪循環をもたら
す。そこで均熱処理する前のばね用鋼材にマンガンをめ
っきすれば、その後の均熱処理でマンガンを拡散浸透さ
せると共に水素を追い出すことが同時に可能になる。そ
の場合のマンガンめっきは鋼材の全表面でもよく、特に
耐孔食性を必要とする部分のみでもよい。
【0010】次に、亜鉛の代わりにマンガンを電気めっ
きした方がよい理由について説明する。ばね材に亜鉛を
めっきした場合には、亜鉛の融点が419.5℃と比較
的低いために拡散の熱処理時の温度で溶融、酸化が激し
く、更に鋼材の結晶粒界に侵入し、亜鉛脆性割れを引き
起こす。一方、マンガンは融点が1247℃と高く、溶
融めっきは難しいが電気めっきは容易であり、めっきし
たマンガンは均熱処理時の温度で溶融することはないの
で、粒界に侵入することは無い。また、マンガンの電気
めっきはめっき付着量も制御しやすい。めっき量は通常
0.2〜7μmの範囲で本発明の効果が十分得られる。
従って、従来のばね製造工程をそのまま用いることがで
き、より効率的に強度低下の無い耐孔食性に優れた懸架
用ばねを製造することができる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明を実施例で説明する。 実施例1 懸架ばね用鋼材SUP7を素材とし、ミルスケールをピ
ーリング(直径15mmφ)、脱脂、酸洗い、マンガンの
電気めっき(めっき厚み、約3.8μm )を行った後、
高周波誘導加熱により950℃、10秒間均熱処理、熱
間コイリング加工、水焼き入れ、焼き戻し(450℃、
20分)、ショットピーニング、化成処理(クロメー
ト)を施し、無塗装ばね試験材とした。
【0012】一方、同様の懸架ばね用鋼材のミルスケー
ルをピーリング(直径15mmφ)、脱脂、酸洗い、高周
波誘導加熱により950℃、10秒間均熱処理、熱間コ
イリング加工、水焼き入れ、焼き戻し(450℃、20
分)、ショットピーニング、化成処理(りん酸塩)を行
った後、カチオン電着塗装(20μm )、焼き付け硬化
(180℃、20分)して比較ばね試験材とした。
【0013】両者(マンガンめっき材は無塗装、比較材
は塗装あり)のばね試験材をサイクリック・コロージョ
ン・テスト[塩水噴霧(35℃、6時間)、乾燥(70
℃、相対湿度60%、4時間)、湿潤(49℃、相対湿
度95%、4時間)、冷却(−20℃、4時間)の工程
を1日1回サイクルさせる]によって、赤錆発生面積で
評価して耐孔食性を比較した結果を図1に示す。マンガ
ンめっきを施さなかった比較材は始めのうちは塗膜の欠
陥部分から点状の赤錆を発生するが、3週間後には塗膜
を透過するように全面赤錆発生に至った。これに比べて
マンガンめっき材は6週間経過した後でも、表面に褐色
の緻密なマンガンの不働態皮膜に覆われ、全く赤錆発生
がみられなかった。元来、塗装材と無塗装材を比較する
のは多少無理があるが、マンガンめっきの耐孔食作用が
顕著であることは明かである。
【0014】実施例2 懸架ばね用鋼材SUP7を素材とし、ミルスケールをピ
ーリング(直径15mmφ)、脱脂、酸洗い、マンガンの
電気めっき(めっき厚み、約3.8μm )を行った後、
冷間コイリング加工、ガス加熱炉により900℃、30
分間均熱処理、水焼き入れ、焼き戻し(450℃、20
分)、ショットピーニング、化成処理(クロメート)を
施し、無塗装ばね試験材とした。
【0015】一方、同様の懸架ばね用鋼材のミルスケー
ルをピーリング(直径15mmφ)、冷間コイリング加
工、ガス加熱炉により900℃、30分間均熱処理、水
焼き入れ、焼き戻し(450℃、20分)、ショットピ
ーニング、化成処理(りん酸塩)を行った後、カチオン
電着塗装(20μm )、焼き付け硬化(180℃、20
分)して比較ばね試験材とした。
【0016】両者のばね材をサイクリック・コロージョ
ン・テスト[塩水噴霧(35℃、6時間)、乾燥(70
℃、相対湿度60%、4時間)、湿潤(49℃、相対湿
度95%、4時間)、冷却(−20℃、4時間)の工程
を1日1回サイクルさせる]によって、赤錆発生面積で
評価して耐孔食性を比較した結果は図1とほぼ同じ傾向
を示した。マンガンめっきを施さなかったばね試験材は
3週間で全面赤錆発生に至ったのに比べて、マンガンめ
っきを施したばね試験材は6週間経過した後でも、表面
に褐色の緻密なマンガンの不働態皮膜に覆われ、全く赤
錆発生がみられなかった。マンガンめっきの防食作用に
よって極めて優れた耐孔食性が得られることが確認でき
た。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、ばね用鋼材に予めマンガンを電気めっきしてから、
均熱処理、熱間成形、あるいは冷間成形、均熱処理ほか
一連のばね製造工程を経て、後れ破壊のない懸架用ばね
の製造が可能となり、しかも無塗装で仕上げることによ
り、塩害環境における腐食疲労・破断の起点となる孔食
の発生を防ぐ懸架ばねを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の耐食試験結果を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明の要旨は、均熱、熱間成形、焼き入
れ、焼き戻し、ショットピーニング、化成処理、塗装な
ど一連の工程を経た懸架用ばね製造方法において、均熱
の前のばね用鋼材表面にマンガンを電気めっきし、次の
均熱処理の際にマンガンを拡散浸透すると共に鋼材中の
水素を放出させ、遅れ破壊を防ぎ且つ耐孔食性に優れた
無塗装仕上げすることを特徴とする懸架用防食ばねの
造方法にある。あるいは、冷間成形、均熱、焼き入れ、
焼き戻し、ショットピーニング、化成処理、塗装など一
連の工程を経た懸架用ばねの製造方法において、冷間成
形の前のばね用鋼材表面にマンガンを電気めっきし、次
の均熱処理の際にマンガンを拡散浸透すると共に材中の
水素を放出させ、遅れ破壊を防ぎ且つ且つ耐孔食性に優
れた無塗装仕上げすることを特徴とする懸架用防食ばね
の製造方法にある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、ばね用鋼材に予めマンガンを電気めっきしてから、
均熱処理、熱間成形、あるいは冷間成形、均熱処理ほか
一連のばね製造工程を経て、遅れ破壊のない懸架用ばね
の製造が可能となり、しかも無塗装で仕上げることによ
り、塩害環境における腐食疲労・破断の起点となる孔食
の発生を防ぐ懸架ばねを提供することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 均熱、熱間成形、焼き入れ、焼き戻し、
    ショットピーニング、化成処理、塗装など一連の工程を
    経た懸架ばねの製造方法において、均熱の前のばね用鋼
    材表面にマンガンを電気めっきし、一連のばね製造工程
    を経た後、無塗装仕上げすることを特徴とする懸架用防
    食ばねの製造方法。
  2. 【請求項2】 冷間成形、均熱、焼き入れ、焼き戻し、
    ショットピーニング、化成処理、塗装など一連の工程を
    経た懸架ばねの製造方法において、冷間成形の前のばね
    用鋼材表面にマンガンを電気めっきし、一連のばね製造
    工程を経た後、無塗装仕上げすることを特徴とする懸架
    用防食ばねの製造方法。
JP33468792A 1992-12-15 1992-12-15 懸架用防食ばねの製造方法 Withdrawn JPH06179127A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021510358A (ja) * 2018-01-12 2021-04-22 太倉▲カ▼蘭平汽車零部件有限公司 植毛バネ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021510358A (ja) * 2018-01-12 2021-04-22 太倉▲カ▼蘭平汽車零部件有限公司 植毛バネ

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