JPS60238454A - 高強度非磁性バネ - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は非磁性でかつ優れたバネ特性を有する高強度非
磁性バネロ関する。

［発明の技術的背景および問題点］ 各種機械９機器に使用されるコイルバネや板バネには一
般に低合金鋼やステンレス鋼，ベリリウム銅製のバネが
広く使用されているが，電気回路や磁気回路などの近傍
で使用されるバネには非磁性が必要であることからベリ
リウム銅製のバネが多用されている。

しか′シ，ベリリウム銅はその製造工程において人体に
有害なベリリウムの蒸気やベリリウムの酸化物などが発
生することから製造工程が煩雑であり、またヤング率も
１２０００程度と低い。

そのため、ベリリウムを含まず非磁性でかつ優れたバネ
強さを有する高強度非磁性バネが簀望されている。

［本発明の目的］ 本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ベリリウムを
含まず、非磁性でかつ優れたバネ強さを有する、電気回
路や磁気回路などの近傍での使用に好適な高強度非磁性
バネの提供を目的としたものである。

［発明の概を］ 本発明は高マンガン鋼について広範囲に実験検剖した結
果炭素、窒素、クロム、マンガンの含有量を特定の組成
範囲にした鋼を用いることにより、非磁性でかつ優れた
バネ特性を有するバネが得られることを見い出したこと
による。

すなわち、本発明に係る非磁性高強度バネは重量パーセ
ントで炭素０．３％以下、窒素０，２〜１．０チ、０，
４〜１．０％、クロム１０〜３０チ、マンガン１０〜３
０係残部鉄および付随的不純物より成り、かつ金属組織
が実質的にマルテンサイト相を含まない銅で構成された
事を特徴とする高強度非磁性バネであり、又、この高強
度非磁性バネが磁気ヘッド用の押えバネ、磁気記録、再
生用機器の磁気ヘッド支持体であるジンバルプレート、
磁気記録、再生機器用のロードフィンガーであるという
ものである。

ここで、本発明に関る非磁性高強度バネの限定理由につ
いて説明する。炭素はバネ限界値を向上させるとともに
合金の組織を安定化して透磁率な下けるのに有効な元素
であるが、多量の含有は耐食性を無くシ、特に非磁性バ
ネは通常薄い板で構成されることから、その耐食性が重
要であり、その含有量は０．３％以下とした。なお望ま
しくは０．２−以下、さらに望ましくは０，１％以下が
良い。

窒素は炭素と同様にバネ限界値を向上させ、また組織を
安定化してマルテンサイトの出現を抑制し、透“磁性を
下けるに必要な元素でその箪は少なくとも０．２％は必
要である。しかし多量の添加はピンホールやブローフォ
ールの発生、溶接時の強度低下、加工性の劣下などから
１．０チまでとした０なお、望ましくは０．３〜０６％
が良い。

また炭素及び窒素の合計量はバネ強さ、非磁性の確保の
点から０，４〜１．０％とする事が好ましい。

クロ１ムはバネ限界値や耐食性の向上および組織の安定
化に必要な元素で少なくとも１０チは必要で、望ましく
ｔｒｉ（１６％以上が良い。しかし、多量の含有は加工
性を悪くするので３０チまでとした。マンガンは加工硬
化によるバネ限界値を向上させるとともにマルテンサイ
トの出現を抑制して透磁率を低下させるに必要な元素で
少なくとも１０％は必要である。しかし多量の含有は加
工性を悪くすることから３０％までとした。なお望まし
くは１５チ〜２５’％が良い。

なお、本発明に係るバネを構成鋼を溶解する際の脱酸剤
として少量の別を添加することはさしつかえなく、″！
ｌｆｃオーステナイト相の安定化を目的にＮ１やＣｕの
少量を添加しても良い６次に金属組織が実質的にマルテ
ンサイト相を含まない事を必要とする理由は、マルテン
サイト相が存在すると透磁率が大きくなり、　ｉｌ、気
回路や磁気回路近傍での使用に適さなくなるためである
。

なお、ここで言うマルテンサイト相とは通常言われてい
るマルテンサイト、すなわちα′フマルンサイトであっ
て、ε相はこの範囲でない。

なお本発明に係る高強度非磁性バネは例えば以下の如く
製造される。つまり本発明に係る組成合金に溶体化処理
を施し、冷間又は温間で加工した後、さらに必要に応じ
時効処理を施し成形する。

なお冷間あるいは温間での加工はバネ限界値の向上に必
要不可欠で所要のバネ強さを得るには少なくとも２０チ
以上とする事が好ましい。なお、加工率が大きいほどバ
ネ限界値は向上する。しかし加工率１００％はありえな
いので当然加工率は１００％未満であるが、工業的に望
ましくは３０〜８０％が良い。

次に１時効処理であるが、時効処理を施こすとバネ限界
値が向上し、ジンバルブレー１）Ｊｉす７＞ｆ薄く出来
る。その時効処理の温度は少なくとも１００℃以上が有
効で、望ましくは２００°Ｃ以上、更に望ましくは４５
０℃以上がよい。なお時効温度が高くなりすぎるとバネ
特性が低下することから上限は６５０℃までとしたが望
ましい上限温度としては５５０℃がよい。

［発明の実施例］ 第１表に示す化学組成を有する合金を高周波誘導溶解炉
で溶解鋳造してインゴットを得た。その後、このインゴ
ットを熱間鍛造、熱間圧延したのち％　１１００℃に加
熱急冷の溶体化処理を施こし、次いで室温で圧延加工を
行ない板材とした。なお一部のものについては２５０℃
の温間圧延して板材を得た。

このようにして用意した板材より試験片を採取して、ま
ず金属組織観１察と透磁率の測定、耐食性の評価を行シ
つた。次いで耐食性がよく実質的にマルテンサイト相な
含まず透磁率の小さな第１表に示した実施例合金の板材
より幅１０ミリ、長さ１００ミリ、厚さｏ、ｓミ’）の
試験片で、ヤング率およびバネ限界値を測定し第２表に
記した。

捷た、時効処理を施こしたものについてもヤング率およ
びバネ限界値の測定をした。さらに一部のものについて
は加工率を変えたもの、それぞれ時効温度を変えたもの
についてもヤング率およびバネ限界値を測定し併せて第
２表に記した。（なお耐食性は人工海水中に２ケ月放置
したのち評価した） なお第２表は圧延率を４０％とした場合の試験結果であ
る。　以Ｔ光白 第１表 以Ｔ−宗す 以上の結果から明らかな如く本発明）二か力）るものは
透磁率が１．１未満と従来の８Ｕ８３０４冷間圧延の透
磁率１．５〜２，０より少さく、ジンＩ（ルプレートと
して良好な特性を有してｂ）ること力ｆ４’ｌＪる。

またヤング率は約１６０００Ｖ４／−以上とべ１ノ１ノ
ウム銅の１２０００〜１３０００々／−（二比べ高り）
値であり、振動などの動特性に優れたものであること７
５：判る。

さら（二耐食性は良好であるととも（二、〕（ネ限界値
は５Ｕ８３０４の冷間圧延材の６０〜８０Ｋｆ／＋＋ｊ
　ｌニルべ、圧延加工のままのものは同等で、時効処理
したものはそれ以上の優れた値であること力１」る。

゛　次４二、第３表は第１表に示した実施例３の合金組
成で加工率および時効温度を変えた場合のヤング率、バ
ネ限界値の測定結果であり、冷間力０工しないものおよ
び時効処理温度が畠いものは）くネ限界値が低く、冷間
加工および時効処理はノ（ネ限界値の向上に効果的であ
り、特に時効処理したものはバネ限界値が高いことから
ジンノ（ルプレートカ；薄く出来、その結果、フロッピ
ーディスクや〕葛−ドディスクの表面の摩耗が少々くな
るなどの利点を生ずる。

以下余白 なお、第１表に示した実施例３０合金組成で１１００℃
溶体化処理後、５０％の冷間加工を行ない厚さ３０ミク
ロンの板を得たのち、エツチングにより成形後、５００
℃で１時間時効して７日ピーディスクドライブのジンバ
ルプレートな作り試験した結果良好な記録、再生が出来
た。

又、第１表に示した実施例３０合金組成で１１００”Ｃ
溶体化処理後５０％の冷間加工を行ない厚さ５０ミクロ
ンの板を得た後、エツチングにより成形ｆｆｌ、　５０
０℃で１時間時効してフロッピーディスクドライブのロ
ードフィンガーを作りハードディスクドライブに装着し
て試験した結果良好な記録再生が出来た。

以上説明したように本発明に係る高強度非磁性バネは、
磁気ヘッド用の押えバネ、磁気記録、再生用機器の磁気
ヘッド支持体であるジンバルプレート、磁気記録、再生
機器用のロードフィンガーとして用いた場合特に有用で
あり、工業上利用価値の高いものと言える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　Ｍ鵡゛パーセントで炭素０．３　Ｓ以下、窒素０
   ．２〜１．０％、クロム１註〜３０ ３０％，残部鉄および付随的不純物より成り，かつ金属
   組織が実質的にマルテンサイト相な含まない鋼で構成さ
   れた事を特徴とする晶強度非磁性バネ。 ２）磁気ヘッド押えバネである事を特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の高強度非磁性バネ。 ３）ジンバルプレートである事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高強度非磁性バネ。 ４）ロードフィンガーである事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高強度非磁性バネ。