JPH093602A - トーションバー素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のトーションバーの製造工程である［圧
延］−［球状化焼鈍］−［ピーリング］−・・・・のう
ち［球状化焼鈍］工程を省略したときでも、圧延のまま
でピーリング加工を行うことができ、球状化焼鈍の省略
によって製造原価の低減を実現することができるトーシ
ョンバー素材を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．５％、Ｍｎ：０．７０％以下場合によ
っては０．６０％以下、Ｐ：０．０３５％以下より望ま
しくは０．０１５％以下、Ｓ：０．０３５％以下より望
ましくは０．０２０％以下、Ｃｒ：０．５０％以下場合
によっては０．４０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０
０５０％、残部Ｆｅおよび不純物よりなるトーションバ
ー素材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車の懸架
装置（サスペンション）に利用され、とくに、［圧延］
−［ピーリング］−［切断］−［端部加熱］−［端部ア
プセット］−［端部切削］−［端部転造］−［焼入れ］
の工程を経て製造されるトーションバーの素材として好
適なトーションバー素材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用懸架装置に使用されるトーショ
ンバーは、ほとんどの場合、ばねとして用いられる本体
部分が円形断面を有し、その両端にスプライン形状等に
よる掴み部を設けたものが使用される。また、この種の
トーションバーは、懸架ばねによるロール剛性を補うた
めのアンチロールバー（スタビライザー）としても利用
されている。

【０００３】従来、このような本体部分が円形断面を有
しかつ両端にスプライン形状等による掴み部をそなえた
トーションバーを製造するに際しては、素材としてＪＩ
ＳＳＵＰ９（例えば、Ｃ：０．５２〜０．６０％、Ｓ
ｉ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．６５〜０．９５
％、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｃ
ｒ：０．６５〜０．９５％、残部Ｆｅおよび不純物より
なるもの）や、これを若干変更したＳＵＰ９Ａ（例え
ば、Ｃ：０．５６〜０．６４％、Ｓｉ：０．１５〜０．
３５％、Ｍｎ：０．７０〜１．００％、Ｐ：０．０３５
％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｃｒ：０．７０〜１．
００％、残部Ｆｅおよび不純物よりなるもの）などを使
用し、［圧延］−［球状化焼鈍］−［ピーリング］−
［切断］−［端部加熱］−［端部アプセット］−［端部
切削］−［端部転造］−［焼入れ］の工程を採用してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の自動車用トーションバーにおいても、他の自動車用部
品に求められている原価の厳しい低減要求の例に漏れ
ず、製品コストの低減が要求されており、このため各工
程における原価の低減対策もなされているが、上記製造
工程における［球状化焼鈍］の省略も１つの対策と考え
られる。

【０００５】ところが、従来のＳＵＰ９やＳＵＰ９Ａを
素材とした場合において、単純に［球状化焼鈍］の工程
を省略した場合には、圧延後の硬さがピーリング加工が
可能である硬さ限界とされるＨＲＢ１０３〜１０５より
も大きくなってしまい、圧延のままでピーリング加工を
行うことができないという問題点があることから、球状
化焼鈍を省略したときでも圧延のままでピーリング加工
を行うことができるようにすることが課題としてあっ
た。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、従来のトーションバーの
製造工程である［圧延］−［球状化焼鈍］−［ピーリン
グ］−［切断］−［端部加熱］−［端部アプセット］−
［端部切削］−［端部転造］−［焼入れ］の工程におい
て、［球状化焼鈍］を省略したときでも、圧延のままで
［ピーリング］を行うことができ、原価低減をさらに進
めることが可能であるトーションバー素材を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるトーショ
ンバー素材は、請求項１に記載しているように、重量％
で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１〜０．５
％、Ｍｎ：０．７０％以下、Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０３５％以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｂ：
０．０００５〜０．００５０％、残部Ｆｅおよび不純物
よりなる組成としたことを特徴としている。

【０００８】そして、本発明に係わるトーションバー素
材の実施態様においては、請求項２に記載しているよう
に、Ｍｎ：０．６０％以下、Ｃｒ：０．４０％以下であ
るようにしたり、請求項３に記載しているように、Ｐ：
０．０１５％以下、Ｓ：０．０２０％以下であるように
することも場合によってはより好ましい。

【０００９】同じく、本発明に係わるトーションバー素
材の実施態様においては、請求項４に記載しているよう
に、［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加
熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転
造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程における圧
延後の組織がフェライト＋パーライト組織であり、硬さ
がＨＲＢ１００以下であるようにすることが場合によっ
てはより好ましい。

【００１０】同じく、本発明に係わるトーションバー素
材の実施態様においては、請求項５に記載しているよう
に、［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加
熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転
造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程におけるア
プセット後の硬さがＨＲＢ９８以下であるようにするこ
とも場合によってはより好ましい。

【００１１】同じく、本発明に係わるトーションバー素
材の実施態様においては、請求項６に記載しているよう
に、［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加
熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転
造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程における焼
入れ後の組織がマルテンサイト５０％以上であるように
することが場合によってはより好ましい。

【００１２】

【発明の作用】本発明に係わるトーションバー素材は、
上記したごとく請求項１ないし３に記載の成分組成を有
するものであるが、以下に、その成分組成（重量％）の
限定理由について各元素の作用と共に説明する。

【００１３】Ｃ：０．３５〜０．６５％ Ｃはトーションバーの強度を確保するために必要な元素
であり、とくに焼入れ後にマルテンサイトが５０％以上
の組織を得ることができるようにするために０．３５％
以上含有させる必要がある。しかし、多すぎると靭性が
低下し、トーションバーの耐久性が低下することとなる
ので、０．６５％以下とした。

【００１４】Ｓｉ：０．１〜０．５％ Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として作用する元素であるので
０．１％以上含有させることとしているが、多すぎると
冷間加工性を劣化させることとなるので０．５％以下と
した。

【００１５】Ｍｎ：０．７０％以下 Ｍｎは鋼溶製時の脱酸剤および脱硫剤として作用する元
素であり、また、熱処理性を向上させて硬さを増大させ
るのに有効な元素であるが、多すぎると圧延のままの硬
さが増大することから、圧延後に球状化焼鈍を省略して
圧延ままでピーリング加工を行うのが困難となるので、
０．７０％以下、場合によってはさらに０．６０％以下
に限定した。

【００１６】Ｐ：０．０３５％以下 Ｐ含有量が多すぎるとトーションバーの靭性を害すると
共に冷間加工性を劣化させることとなるので、０．０３
５％以下、より好ましくは０．０１５％以下に規制する
のが良い。

【００１７】Ｓ：０．０３５％以下 Ｓ含有量が多すぎると冷間加工性を劣化させるので、
０．０３５％以下、より好ましくは０．０２０％以下に
規制するのが良い。

【００１８】Ｃｒ：０．５０％以下 Ｃｒは熱処理性を向上させ、トーションバーのほぼ最終
製造工程での焼入れ後の硬さを増大させるのに有効な元
素であるが、多すぎると圧延のままの硬さが増大するこ
とから、圧延後に球状化焼鈍を省略して圧延ままでピー
リング加工を行うのが困難となるので、０．５０％以
下、場合によっては０．４０％以下に限定した。

【００１９】Ｂ：０．０００５〜０．００５０％ 本発明によるトーションバーでは、従来の［圧延］−
［球状化焼鈍］−［ピーリング］−・・・・における
［球状化焼鈍］を省略して圧延のままでピーリングを行
うことができるように、Ｍｎを０．７０％以下、Ｃｒを
０．５０％以下とし、圧延ままの硬さがピーリング加工
の限界硬さとされるＨＲＢ１０３〜１０５よりも低くな
るようにしているが、このようなＭｎ，Ｃｒの低減はこ
の後の焼入れに際しての焼入れ性を低下させることとな
るので、焼入れ性向上作用の大きいＢを０．０００５％
以上含有させることによって焼入れ性の維持ないしは向
上をはかることとした。しかし、多量に含有させると結
晶粒を粗大化し、靭性を劣化させてトーションバーの耐
久性を低下させることとなるので、０．００５０％以下
とした。

【００２０】本発明に係わるトーションバー素材は、上
記した成分組成を有するものであり、請求項４に記載し
ているように、［圧延］−［ピーリング］−［切断］−
［端部加熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−
［端部転造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程に
おける圧延後の組織がフェライト＋パーライト組織であ
り、硬さがＨＲＢ１００以下であるものとすることによ
って、圧延のままでピーリングが行えることとなるの
で、従来のように圧延後に球状化焼鈍を行わなくてもす
むこととなり、コストの低減に寄与するものとなる。

【００２１】また、請求項５に記載しているように、
［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加熱］−
［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転造］−
［焼入れ］のトーションバー製造工程におけるアプセッ
ト後の硬さがＨＲＢ９８以下であるものとすることによ
って、アプセット前後での硬さの上昇が従来の焼鈍処理
材に比べて小さいものとなり、合金元素調整による組織
コントロールの作用が大きなものとなって、アプセット
後の硬さの過大な上昇が防止されて、この後の転造加工
性が良好なものとなる。

【００２２】また、請求項６に記載しているように、
［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加熱］−
［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転造］−
［焼入れ］のトーションバー製造工程における焼入れ後
の組織がマルテンサイト５０％以上であるものとするこ
とによって、耐久性にすぐれたトーションバーが得られ
ることとなる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係わるトーションバー素材の
実施例について比較例と共に説明する。

【００２４】表１に示す化学成分組成の鋼を溶製したの
ち造塊し、分塊圧延および製品圧延を行って、直径２４
ｍｍの圧延コイル線材を得た。

【００２５】次いで、［線材圧延］−（比較例６の場合
は７７０℃×３ｈｒ→２０℃／ｈｒ徐冷→６６０℃以降
空冷の球状化焼鈍）−［ピーリング］−［切断］−［表
面温度１０００℃の端部高周波加熱］−［９５０℃→８
５０〜８２０℃間での減面率５２〜５４％の端部アプセ
ット］−［端部切削］−［スプライン形状への端部転
造］−［油焼入れ］を行って、本体部の直径が２２ｍｍ
で且つ両端にスプライン形状の掴み部を有するトーショ
ンバーを得た。

【００２６】なお、本実施例において、従来は端部高周
波加熱温度を９５０℃とし、アプセットは９００℃→７
００℃間での減面率５２〜５４％の加工としていたのに
対して、高周波加熱温度を１０００℃とさらに高くし、
アプセットは９５０℃→８５０〜８２０℃間での減面率
５２〜５４％の加工として、アプセットの終止温度を８
５０〜８２０℃の高めとすることによって、アプセット
時の動的再結晶と冷却によるパーライト変態をねらうよ
うにしている。

【００２７】そして、製造工程途中にある各トーション
バー素材および製造後のトーションバーの特性をそれぞ
れ評価したところ、表２に示す結果であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表１および表２に示す結果より明らかなよ
うに、本発明実施例１〜７では、圧延後の組織がフェラ
イト＋パーライトまたはベーナイトであり、また、圧延
後の硬さがＨＲＢ１００以下であって、従来ピーリング
可能とされている限界値であるＨＲＢ１０３〜１０５を
下回るものであることから、圧延後に球状化焼鈍処理を
施さなくとも圧延ままでピーリングが可能であり、球状
化焼鈍工程の省略による原価の低減が可能であった。

【００３１】また、アプセット後の硬さはＨＲＢ９８以
下であり、アプセット前後における硬さの増加は著しく
小さいものとなっていて、その後の転造加工性が良好な
ものとなっていた。

【００３２】さらに、焼入れ後の組織がマルテンサイト
５０％以上のものとなっており、耐久性にすぐれたトー
ションバーを得ることが可能であった。

【００３３】これに対して、比較例１ではＭｎ含有量が
多すぎるため圧延後の硬さがＨＲＢ１１０とピーリング
可能な硬さの限界値であるＨＲＢ１０３〜１０５を上回
っていることから、球状化焼鈍を省略してピーリングを
行うことが困難なものであった。

【００３４】また、比較例２ではＣｒ含有量が多すぎる
ため圧延後の硬さがＨＲＢ１１１とピーリング可能な硬
さの限界値であるＨＲＢ１０３〜１０５を上回っている
ことから、これもまた、球状化焼鈍を省略してピーリン
グを行うことが困難なものであった。

【００３５】さらに、比較例３ではＭｎ含有量およびＣ
ｒ含有量が少ないため、球状化焼鈍を省略したときでも
圧延後の硬さがＨＲＢ９８と低いので圧延ままでピーリ
ングが可能であるが、Ｂを含有させていないため焼入れ
後のマルテンサイト量は３２％と少ないものであり、ト
ーションバーの耐久性が本発明例のものに比べて劣るも
のであった。

【００３６】一方、比較例４，５では、Ｍｎ含有量およ
びＣｒ含有量が本願発明で規制する値よりも多くなって
いるので、圧延後に球状化焼鈍を行わない場合には比較
例４の圧延後の硬さの欄に示すように硬さがＨＲＢ１１
０となっていることから圧延ままでピーリングを行うこ
とができず、比較例５のように、圧延後に球状化焼鈍を
行うことによって、硬さをＨＲＢ８７と低下させてピー
リング可能な硬さの限界値であるＨＲＢ１０３〜１０５
を下回るものとすることができるのでピーリングが可能
であると共に、Ｂを含有していないとしてもＭｎ，Ｃｒ
が本願発明のように制限されていないため焼入れ後のマ
ルテンサイト量を６０％とすることが可能であって、球
状化焼鈍を省略できないという嫌いはあるものの耐久性
の良いトーションバーを得ることが可能ではあった。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係わるトーションバー素材は、
請求項１に記載しているように、重量％で、Ｃ：０．３
５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１〜０．５％、Ｍｎ：０．
７０％以下、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％
以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．
００５０％、残部Ｆｅおよび不純物よりなる組成とした
から、従来のトーションバーの製造工程において圧延後
に球状化焼鈍を施さなくとも、圧延のままでピーリング
を行うことが可能となり、球状化焼鈍の省略によってエ
ネルギーコストおよび処理コストが低減することによ
り、原価の低減を実現することが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。

【００３８】そして、請求項２に記載しているように、
Ｍｎ：０．６０％以下、Ｃｒ：０．４０％以下であるト
ーションバー素材とすることによって、圧延後の硬さを
より確実に低下することができることにより圧延ままの
状態でピーリングを行うことが容易に可能となり、請求
項３に記載しているように、Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０２０％以下であるトーションバー素材とする
ことによって、トーションバーの製造性をより向上させ
ることが可能になるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。

【００３９】さらに、請求項４に記載しているように、
［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加熱］−
［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転造］−
［焼入れ］のトーションバー製造工程における圧延後の
組織がフェライト＋パーライト組織であり、硬さがＨＲ
Ｂ１００以下であるものとすることによって、圧延後に
球状化焼鈍を行うことなく圧延のままでピーリングが行
えることとなるので、製造コストの低減が実現されるこ
とになるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４０】また、請求項５に記載しているように、
［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加熱］−
［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転造］−
［焼入れ］のトーションバー製造工程におけるアプセッ
ト後の硬さがＨＲＢ９８以下であるものとすることによ
って、アプセット前後での硬さの上昇を従来の焼鈍処理
材に比べて小さいものとすることが可能となり、アプセ
ット後の硬さの過度の上昇を防止することが可能であっ
て、この後の転造加工性を良好なものにすることが可能
になるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４１】さらにまた、請求項６に記載しているよう
に、［圧延］−［ピーリング］−［切断］−［端部加
熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−［端部転
造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程における焼
入れ後の組織がマルテンサイト５０％以上であるものと
することによって、耐久性に優れたトーションバーを提
供することが可能であるという著しく優れた効果もたら
される。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、
   Ｓｉ：０．１〜０．５％、Ｍｎ：０．７０％以下、Ｐ：
   ０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｃｒ：０．
   ５０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％、残部
   Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴とするトーション
   バー素材。
2. 【請求項２】 Ｍｎ：０．６０％以下、Ｃｒ：０．４０
   ％以下である請求項１に記載のトーションバー素材。
3. 【請求項３】 Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０２０
   ％以下である請求項１または２に記載のトーションバー
   素材。
4. 【請求項４】 ［圧延］−［ピーリング］−［切断］−
   ［端部加熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−
   ［端部転造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程に
   おける圧延後の組織がフェライト＋パーライト組織であ
   り、硬さがＨＲＢ１００以下である請求項１ないし３の
   いずれかに記載のトーションバー素材。
5. 【請求項５】 ［圧延］−［ピーリング］−［切断］−
   ［端部加熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−
   ［端部転造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程に
   おけるアプセット後の硬さがＨＲＢ９８以下である請求
   項１ないし４のいずれかに記載のトーションバー素材。
6. 【請求項６】 ［圧延］−［ピーリング］−［切断］−
   ［端部加熱］−［端部アプセット］−［端部切削］−
   ［端部転造］−［焼入れ］のトーションバー製造工程に
   おける焼入れ後の組織がマルテンサイト５０％以上であ
   る請求項１ないし５のいずれかに記載のトーションバー
   素材。