JPS586763B2 - メツキを施した鋼製コイルばねの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械的特性が優れ、メツキ脆性の心配のない
メッキを施した鋼製コイルばねの製造法に関する。

メッキを施した鋼製コイルばねは、美観、耐食性に優れ
、当然のことながらばね用として、自動車、家電製品を
初め各種機械になくてはならぬ重要な部品である。

従来このようなメッキを施した鋼製コイルばねを製造す
るには冷間伸線したばね用高炭素鋼線を■ばね成型→■
ブルーイング処理→■金属メツキ→■ベーキング処理の
順序で処理して製造していた。

即ちばね成型後、ブルーイング処理を施して材料の歪を
除去した後、所望の金属メッキを施し、さらにメッキ時
のガスを除去するため、ベーキングと称する脱ガス処理
を行なうものである。

しかし、このように製造したコイルばねは時にはブルー
イング処理の条件の如何によって機械的特性の劣化を生
じることもあり、さらにはメッキ時のガス吸収（主に水
素ガス）によって脆化し、その後のベーキング処理によ
っても、回復しないこともある欠点があった。

本発明は、上述の欠点を解消するもので、金属メッキを
加工硬化されていない素材の段階で実施することにより
、従来の最終製品形状での金属メッキによる特性の劣化
を防ぎ、機械的特性に優れメツキ脆化の心配のないメッ
キを施した鋼製コイルばねを容易に製造する方法を提供
せんとするものである。

本発明は、ばね用高炭素鋼線の上に金属メッキを施した
後、最終線径に冷間伸線し、この伸線した線をコイルば
ね成型した後、ブルーイング処理を施すことを特徴とす
るメッキを施した鋼製コイルばねの製造法である。

本発明において素材となるばね用高炭素鋼線とはＪＩＳ
Ｇ３５０２又はＪＩＳ Ｇ３５０６に規定する鋼より
製造した伸線途中の中間サイズの鋼線で、必要によりパ
テンテイング処理した鋼線も含まれるものである。

又その上にメッキする金属は、例えばニッケル等で美麗
で耐食性を有し、外傷がつきにくい金属より選ばれ、厚
さは最終線径で必要なメッキ厚さに応じて決められる。

本発明において、メッキは加工硬化の生じていない太い
線径で行なうため、素材に及ぼすメツキ脆性の影響が殆
んどなく、又その後の伸線加工により、完全に脱ガスさ
れるものである。

さらにバネ成型後のブルーイング処理によって、より脱
ガス効果を生じ、又伸線加工とブルーイング処理を併せ
て、金属メッキ層と鋼芯の接着は優れたものとなる特長
がある。

又最終線径のメッキ鋼線は、その表面特性により潤滑性
も付与するので、ばね加工が容易で工具の焼付け等が生
じない効果がある。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例： Ｃ０．８０％のばね用高炭素鋼インゴットを通常の方法
により、熱間圧延、バテンテイング処理、酸洗処理後冷
間伸線を加えた４． ５ ０ ｍｍの鋼線を素材とし、
通常の脱脂、酸洗処理の後、低ｐＨワット浴で厚さ約２
０μのニッケルの電気メッキを施した。

このメッキ線を２．３０ｍｍφまで伸線加工し、この２
．３０ｍｍφの線を使用してコイルばね成型後、３７０
℃で８分間のブルーイング処理を加えて本発明法による
製品を作成した。

比較のため、従来法により上述の伸線したままの４．５
０ｍｍφの鋼線を２．３０ｍｍφまで伸線加工し、この
２．３０ｍｍφの鋼線を使用してコイルばね成型後３７
０℃で８分間のブルーイング処理を施こし、一般に行わ
れている亜鉛メッキ浴により厚さ約数μの亜鉛の電気メ
ッキを施し、所定の表面処理を完了した後、通常のベー
キング条件でベーキング処理を施して、従来法による製
品を作成した。

上述の両方法の各段階に相当すると考えられる直線サン
プルにおいて、抗張力、絞り、捻回値、屈曲値および伸
びを測定し、本発明法によるものは２． ３０ｍｍφの
メッキ鋼線（素材）の、従来法によるものは２．３０ｍ
ｍφの裸鋼線（素材）の夫々特性値を１００％とし、そ
の後の各加工段階での特性値の変化を％で表わして比較
した結果は第１図〜第５図に示す通りで、縦軸に各特性
値の割合を示し、横軸に各加工段階を示したものである
。

第１図は、抗張力の変化を示したもので、製品では本発
明によるものの方が、従来法のものより約２％抗張力の
低下割合が少ないが、両者は大差ないと言える。

しかし両者共、素材より約１５％程度低下していること
が分る。

第２図は、絞りの変化を示したもので、製品では本発明
によるものの方が、従来法のものより、約５％絞りの低
下割合が少なく、素材より約３０％程度低下しているこ
とが分る。

第３図は捻回値の変化を示したもので、製品では本発明
によるものの方が従来法によるものより約４０％程度捻
回値の低下が少なく、バネ特性として重要な捻回値は、
本発明によるものが格段に優れていることが分る。

一方従来法によるものは、ブルーイング処理后の低下が
著しく、これはブルーイング処理により表面が荒された
ことによると思われ、その後のメッキ時には表面が改善
されるので、水素脆性によるマイナス効果を上回り、捻
回値は向上するが、ペイキング処理後再び低下する。

第４図は屈曲値の変化を示したもので、製品では本発明
によるものは従来法によるものより約４０％程度屈曲値
の低下が少なく、バネ特性として重要な屈曲値は本発明
によるものが格段に優れていることが分る。

なお、従来法の場合のように、屈曲値が低下すると、屈
曲後の破断面はすてに脆性破断を示しているが、本発明
によるものの破断面はいづれも延性破断を示している。

第５図は伸びの変化を示したもので、製品では本発明に
よるものは、従来法によるものより約１０％程度伸びの
増加率が少ないが、両者は大差ないと言える。

両者は共に素材より約７０％伸びが増加している。

なお、従来法による場合、ブルーイング処理による伸び
の増加がかなり大であり、これは伸線加工による内部歪
の分布が本発明によるメッキがある場合よりも大である
からである。

次に本発明法並びに従来法の各加工段階における水素ガ
ス含有量を測定した結果を第６図に示す。

これより、本発明による製品では水素ガス５ｐ．ｐ．ｍ
以下を示すが、従来法によるものではメッキ後ペーキン
グ処理を施しても水素ガスが約３０ｐ．ｐ．ｍ程度含有
している。

以上の特性値の変化状況をまとめて、コイルばねにあて
はめて説明すると大略次の様になる。

（イ）本発明により製造したコイルぱねは、従来法によ
るものに比し、抗張力、絞りおよび伸びについては同様
な傾向を示し、差がない。

（ロ）しかし、ばね特性として重要な捻回値、屈曲値に
ついては、本発明によるコイルばねは、従来法によるも
のに比べ、格段に優れ、いづれも約４０％程度低下が少
ないので、ばね用として特に有利である。

（ハ）又水素ガス含有量も、本発明によるコイルばねは
５ｐ．ｐ．ｍ以下であり、従来法によるものの３０ｐ．
ｐ．ｍ程度に比べて少なく、水素脆性の恐れは全くない
。

以上述べたように、本発明法は、金属メッキを加工硬化
されていない太い素材の段階で実施し、冷間伸線、コイ
ルばね成型した後、ブルーイング処理を施すので、素材
に及ぼす、メツキ脆性の影響が殆んどなく、その後の伸
線加工、ぱね成型後のブルーイング処理により、さらに
脱ガス効果を生じるため、水素脆性の恐れがなく、かつ
メッキ後の伸線加工とブルーイング処理によりメッキ層
と鋼芯の接着が優れたものとなるので、各種機械的特性
に優れ、特にばね用として重要な捻回値、屈曲値は従来
法によるものに比し、格段に優れたメッキを施した鋼製
コイルばねを提供する効果がある。

又本発明法は、メッキを太い線径で行ない、又従来法の
ようなベーキング処理を必要としないので、工程が短縮
され、製造コストを低減できうる利点がある。

又本発明法は、メッキ線をコイルばね成型するのでその
表面特性により、潤滑性が付与されるので、ばね加工が
容易で、工具の焼付等が生じない効果がある。

なお、本発明によるコイルばねは、通常そのままで使用
しつるが、例えば裸の端面が露出すると害を及ぼすよう
な厳しい用途に使用する場合には、最終ブルーイング処
理後メッキを施すことも下記のように、一般的には極め
て容易であるので、厳しい耐食性を要求される用途にも
適合できるものである。

即ち、最終メッキ前のコイルばねは、ブルーイング処理
による酸化スケールの発生が非常に少ないため、メッキ
が容易でメッキ不良が少なく、かつメッキ前の金属メッ
キ層が保護的役割をするため中心鋼線への水素侵入を防
止するので、最終メッキによる性能低下の心配が少ない
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明法並びに従来法の各加工段階で
の特性値の変化を示す図で、第１図は抗張力、第２図は
絞り、第３図は捻回値、第４図は屈曲値、第５図は伸び
の夫々変化を示すものである。 第６図は同じく各加工段階における水素ガス含有量を示
す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ばね用高炭素鋼線の上に金属メッキを施した後最終
   線径に冷間伸線し、この伸線した線をコイルはね成型し
   た後、ブルーイング処理を施すことを特徴とするメッキ
   を施した鋼製コイルばねの製造法。