JPS59110727A - 熱間成形ばねの製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、主として、車輌懸架装置に使用されるコイル
ばね、重ね板ばね、トーションバー等の熱間成形ばねの
製造方法に関し、特に、脱炭がなく、かつ、耐腐食性に
優れたばねを製造する方法に関する。

近年、特に乗用車等の小型自動車においては。

燃費の向上を図るため、懸架ばねを含めた各部品の重量
を軽くする傾向にある。それに伴い、懸架ばねにおいて
は、コイルばねでは線径を減少し。

また、重ね板ばねでは板厚を減少して少しでも軽くする
努力が続けられている。しかし、このような線径、ある
いは板厚の減少は必然的にばねの高応力化を招き、ばね
の耐用寿命を向上させる技術が不可避的に必要とされて
いる。

ばねの耐用寿命を考えるうえで、今日最も重要な課題は
、いかにしてばねを様々な腐食雰囲気から守るかにある
。周知のごとく、ばねの疲れ性能は腐食の介入により著
しく劣化する。従って、このような対腐食対策がない限
り、ばねの高応力化を達成させることは難しいのが現状
である。

ばねは通常ショットピーニング処理を施された後、塗装
されて製品となるが、塗装は、ばねと支持座との干渉、
小石の蹄ね返しなどにより早期に剥離してしまうことが
知られている。そして、塗装の剥れた箇所においては下
地が前述したようにショットピーニングされているため
、著しく腐食しやすい状態になっていることから腐食が
一層促進される。

従って、塗装塗膜では実際の自動車に装着された懸架用
ばねを腐食から十分に保護することはできないことは明
白で、塗膜に代わる新しい表面処理が特に懸架用ばねに
おいて必要となっている。

塗装に代わる強固な耐腐食性被膜を鉄素地上に形成させ
る方法には、金属拡散浸透法を利用することが効果的で
ある。しかし、被膜となるべき金属を拡散浸透させるに
は長時間の処理を要し、さらに還元性反応ガスを用いる
等の困難が存在する。

熱間成形ばねの耐久性を向上させるために解決すべき他
の重要な課題は、加熱による表面の脱炭である。脱法を
防止するためには、加熱温度を下げ、加熱時間を短かく
し、雰囲気調節を行なう等の手段が一般に採用されてい
るが、これらは、焼入れ不良や生産能率の低下を招来す
る。

本発明は、このような課題を一挙に解決した熱開成形ば
ねの製造方法提供することを目的とするものであって、
ばね用鋼材の表面に非鉄金属被膜を溶射によって形成し
、熱間成形後にショットピーニングを施すことを要旨と
するものである。

金属溶射は、拡散浸透法に比べて、能率よく。

しかも、必要な部分だけを選択して施すことが可能であ
り、形成された非鉄金属被膜は、熱間成形の際の加熱に
よって緻密化すると同時に拡散浸透して鋼の表面に強固
に結合し、さらに、鋼と１−分強固に結合していない金
属被膜の表層部分はショットピーニングにより除去され
るとともに、加熱に伴う脱炭が阻止されて必要な表面硬
度が維持され、耐用寿命の向上と、コイルばねで生ずる
素線間の接触による摩耗が防止される効果を奏する。

また、このようにして得られた金属被膜はいずれも鉄よ
りもイオン化傾向が小さいか、あるいは不動態被膜を形
成するので、耐腐食性は向上し、さらに、金属被膜は拡
散浸透により素地と密着しているので、最近のばねの塗
装において主流になっている電着塗装に何ら支障を来た
すことはない。

溶射に使用する非鉄金属どしては、Ｎｉ、ＡＱ３− 若しくはＣｒまたはこれらを主成分とする合金が耐腐食
性の点で好ましく、溶射方法は、溶線式、粉末式または
プラズマ式などの従来公知のものを用いることができる
。

溶射被膜の厚さは、厚すぎると、後工程のショットピー
ニングにおいて十分な残留応力を付与することができず
、逆に薄過ぎると、ショットピーニングにより除去され
て耐腐食性を確保するに必要な膜厚を残すことができな
いため、５０〜５００μの範囲とするのが好ましく、よ
り好ましくは１００〜２００μの範囲とするのが良い。

次に本発明の実施例を挙げて説明する。

第１図はばね＠５ＵＰ７を母材とし、その表面に、Ｎ１
−ＡＱ合金を溶射して厚さ１５０μの被膜を形成した試
料のと、同じ厚さのＮｉＣｒ合金被膜を形成した試料■
を、大気中で９５０℃に加熱して１５分間保持した後、
油焼入れし、４５０℃で６０分間焼きもどした場合の硬
さの分布を、溶射被膜を形成しない母材だけの試料■と
比較したものであるが、溶射被膜を形成した試料■、■
４− はいずれも表面近くにおける硬度低下が見られず。

脱炭が有効に防止されていることが認められる。

第２図は、第１図の場合と同じ３種類の試料■。

■、■を用いて実施した摩耗試験の結果であり、２　ｋ
ｇ　ｆの荷重下にあるウレタンと５０１■Ｘ　５０　＋
ｎ＋ｎの大きさの各試料の間に直径０．８圃のショク１
へ粒を介して、約１回／秒の摺動を繰り返した時の試料
の重量減を示したものであるが、溶射被膜を形成した試
料■、■はいずれも未処理試料■に比べて摩耗量が著し
く小さくなっている。

第３図は、第１図の場合と同じ試料に、さらに、ショッ
トピーニングを施した試料σ）、■、■を。

塩水噴霧試験に供した場合の発錆による重量の減少量を
示したものであって、溶射被膜を形成した試料■、■は
いずれも未処理試験■に比べて減少量が著しく小さくな
っている。

以上の説明によって明らかにしたように、本発明方法に
よって製造した熱間成形ばねは、加熱による脱炭が阻止
され、かつ、耐腐食性に優れるため、高応力に耐え、耐
用寿命が長く、しかも製造工程が比較的簡単で、コスト
の上昇をほとんど招来しない効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法で製造した試料の性質を表すグラ
フであって、第１図は硬度分布を、第２図は耐摩耗性を
、第３図は耐腐食性を夫々示すものである。 出願人　中央発條株式会社 代理人　　弁理士　野　　口　　宏 ７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　ばね用鋼材の表面に非鉄金属被膜を溶射によって形
   成し、熱間成形後にショットピーニングを施すことを特
   徴とする熱開成形ばねの製造方法。 ρ　前記非鉄金属が、Ｎｉ、ＡＱ若しくはＯｒまたはこ
   れらの合金を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
   間成形ばねの製造方法。 ３　前記非鉄金属被膜の膜厚が５０〜５００μである特
   許請求の範囲第１項記載の熱開成形ばねの製造方法。