JPS6115951A - 快削性の優れたばね用鋼 - Google Patents
快削性の優れたばね用鋼Info
- Publication number
- JPS6115951A JPS6115951A JP13603784A JP13603784A JPS6115951A JP S6115951 A JPS6115951 A JP S6115951A JP 13603784 A JP13603784 A JP 13603784A JP 13603784 A JP13603784 A JP 13603784A JP S6115951 A JPS6115951 A JP S6115951A
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- JP
- Japan
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- steel
- spring steel
- machinability
- rare earth
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車等のむ架装置に用いられる快削性に優れ
たばね用鋼に関するものである。
たばね用鋼に関するものである。
最近、車両の多目的化、多様化によって車両姿勢や乗心
地の変化が課題になり、懸架コイルばねにおいて材料径
を長さに沿って漸次変化させて非線形特性をもたせたテ
ーバコイルばねが一部実用化されている。
地の変化が課題になり、懸架コイルばねにおいて材料径
を長さに沿って漸次変化させて非線形特性をもたせたテ
ーバコイルばねが一部実用化されている。
この非線形特性を持ったテーバコイルばねは荷重変動が
あっても固有振動数の変化が小さく、乗心地におよぼす
影響が小さく、かつ荷重変動による車高の変化が少ない
ためバンパ高さの変動が小さく、安全上からも好ましい
ものであり、さらにコイル番ｉね自体の軽量化が可能で
あり、非線形特性を有するコイルばねに対する需要が高
まりつつある。
あっても固有振動数の変化が小さく、乗心地におよぼす
影響が小さく、かつ荷重変動による車高の変化が少ない
ためバンパ高さの変動が小さく、安全上からも好ましい
ものであり、さらにコイル番ｉね自体の軽量化が可能で
あり、非線形特性を有するコイルばねに対する需要が高
まりつつある。
しかし、線径を長さ方向に沿って漸次変化させたテーバ
コイルばねを塑性加工によりて製造するのは難しく、多
くは切削によって製造されている。
コイルばねを塑性加工によりて製造するのは難しく、多
くは切削によって製造されている。
かっこの懸架コイルばねに用いるばね鋼は高弾性成を要
求されるため比較的炭素量が高い鋼を用いており、圧延
後における硬さは１ｗｃ３０程度と硬いため、従来切削
に際して低温焼鈍を施してＨ＊Ｃ２０程度まで硬さを下
げ、切削加工を行っている。またテーパコイルばねを切
削によって製造する場合、このテーバコイルばね両端部
では線径が素線断面積の半分近くまで切削するため、通
常の黒皮材における皮削に比べて削り代が大きいもので
あり、切削性の改善が強く要望されていた。
求されるため比較的炭素量が高い鋼を用いており、圧延
後における硬さは１ｗｃ３０程度と硬いため、従来切削
に際して低温焼鈍を施してＨ＊Ｃ２０程度まで硬さを下
げ、切削加工を行っている。またテーパコイルばねを切
削によって製造する場合、このテーバコイルばね両端部
では線径が素線断面積の半分近くまで切削するため、通
常の黒皮材における皮削に比べて削り代が大きいもので
あり、切削性の改善が強く要望されていた。
また、一方向動車の軽量化が強く要請され、懸架装置自
体の軽量化も強く求められるようになり、各種の手段が
試みられているが、その中でもばねの設計応力を上昇さ
せる手段が効果的とされ、高応力設計にともない、５Ｕ
Ｐ６よりさらにＳｉ含有量が多いＳ［ＩＦ５が乗用車懸
架ばね用鋼として広く使用されている。
体の軽量化も強く求められるようになり、各種の手段が
試みられているが、その中でもばねの設計応力を上昇さ
せる手段が効果的とされ、高応力設計にともない、５Ｕ
Ｐ６よりさらにＳｉ含有量が多いＳ［ＩＦ５が乗用車懸
架ばね用鋼として広く使用されている。
近年、懸架ばねの軽量化に対する要求は厳しく、５ＵＰ
７よりもさらに耐へたり性の優れたばね用鋼の開発が強
く望まれ、５ＬＩＰ７に適量のＶ、Ｎｂを１種ないし２
種添加することによって前＆！鋼よりも耐へたり性が優
れ、かつ耐疲労性についても５ｕｐ７と同等の性能を有
するばね用鋼が開発され一部実用化されている。
７よりもさらに耐へたり性の優れたばね用鋼の開発が強
く望まれ、５ＬＩＰ７に適量のＶ、Ｎｂを１種ないし２
種添加することによって前＆！鋼よりも耐へたり性が優
れ、かつ耐疲労性についても５ｕｐ７と同等の性能を有
するばね用鋼が開発され一部実用化されている。
本発明はこのような背景のもとに前記のＳ［ＩＦ５や、
５ＩＩＰ７に■、Ｎｂ、 ’ Ｍｏを１種ないし２種以
上添付させた従来のばね用鋼に、適量の３％ Ｓｅ、
Ｐｂｓ Ｃａｓ希土類元素を１種以上含有させ優れた耐
へたり性を損うことなく快削性を改善することに成功し
たものである。
５ＩＩＰ７に■、Ｎｂ、 ’ Ｍｏを１種ないし２種以
上添付させた従来のばね用鋼に、適量の３％ Ｓｅ、
Ｐｂｓ Ｃａｓ希土類元素を１種以上含有させ優れた耐
へたり性を損うことなく快削性を改善することに成功し
たものである。
すなわち、本発明は重量比にして、ｃ ｏ、ｓｏ〜０．
８０％、Ｓｔ １．５０〜２．５０％、Ｍｎ ０．５０
〜１．５０％を含有し、かつＳ ０．０３０〜０．２０
％、Ｓｅ ０．００３０〜０．２０％、Ｐｂ ０．３０
〜０．２０％、Ｃａ ０．０００５〜０．１００％、希
土類元素０．００５〜０．２０％のうち１種ないし２種
以上を含有し、残部Ｆｅならびに不純物元素からなるも
のであり、第２発明鋼は第１発明にＶＯ３０５〜０．５
０％、Ｎｂ ０．０５〜０．５０％、門ｏ ０．０５〜
０．５０％のうち１種ないし２種以上を含有させ、第１
発明鋼の耐へたり性をさらに向上させたものである。
８０％、Ｓｔ １．５０〜２．５０％、Ｍｎ ０．５０
〜１．５０％を含有し、かつＳ ０．０３０〜０．２０
％、Ｓｅ ０．００３０〜０．２０％、Ｐｂ ０．３０
〜０．２０％、Ｃａ ０．０００５〜０．１００％、希
土類元素０．００５〜０．２０％のうち１種ないし２種
以上を含有し、残部Ｆｅならびに不純物元素からなるも
のであり、第２発明鋼は第１発明にＶＯ３０５〜０．５
０％、Ｎｂ ０．０５〜０．５０％、門ｏ ０．０５〜
０．５０％のうち１種ないし２種以上を含有させ、第１
発明鋼の耐へたり性をさらに向上させたものである。
以下に本発明鋼の成分限定理由について説明する。
Ｃ量を０．５０〜０．８０としたのは、０．５０％以下
テハ焼入れ、焼もどしにより高応力ばね用鋼として十分
な強度が得られないためであり、０．８０％をｍえて含
有させると過共析鋼となり靭性の低下が著しく、かつ被
削性を低下させるためである。
テハ焼入れ、焼もどしにより高応力ばね用鋼として十分
な強度が得られないためであり、０．８０％をｍえて含
有させると過共析鋼となり靭性の低下が著しく、かつ被
削性を低下させるためである。
Ｓｉ量を１．５０〜２．５０％としたのは、１．５０％
以下ではＳｔの有するフェライト中に固溶することによ
り素地の強度を上げ、耐へたり性を改善するという効果
が十分に得られないためであり、２．５０％を越えて含
有させても耐へたり性向上の効果が飽和し、かつ、熱処
理により遊離炭素を生じる恐れがあるためである。
以下ではＳｔの有するフェライト中に固溶することによ
り素地の強度を上げ、耐へたり性を改善するという効果
が十分に得られないためであり、２．５０％を越えて含
有させても耐へたり性向上の効果が飽和し、かつ、熱処
理により遊離炭素を生じる恐れがあるためである。
Ｍｎ量を０ 、５０〜１ 、５０％としたのは、０．５
０％以下ではばね用鋼としての強度が不足し、さらに焼
入性の点でも不十分であるためであり、１．５０％を越
えて含有させると靭性を阻害するためである。
０％以下ではばね用鋼としての強度が不足し、さらに焼
入性の点でも不十分であるためであり、１．５０％を越
えて含有させると靭性を阻害するためである。
■、Ｎｂ、 Ｍｏはいずれも本発明鋼においては耐へた
り性を改善する元素である。
り性を改善する元素である。
このような働きを奏するＶＳＮｂＳＭｏの含有量をそれ
ぞれ０．０５〜０．５０％としたのは、０．０５％以下
では上記の効果が十分に得られないためであり、０．５
０％を越えて含有させてもその効果が飽和し、がっオー
ステナイト中に溶解されない合金炭素物量が増加し、大
きな塊となることにより非金属介在物的な作用により鋼
の疲労強度を低下させる恐れがあるためである。
ぞれ０．０５〜０．５０％としたのは、０．０５％以下
では上記の効果が十分に得られないためであり、０．５
０％を越えて含有させてもその効果が飽和し、がっオー
ステナイト中に溶解されない合金炭素物量が増加し、大
きな塊となることにより非金属介在物的な作用により鋼
の疲労強度を低下させる恐れがあるためである。
これらのＶ、 Ｎｂ、 Ｍｏはそれぞれを単独で添加す
るほかに、２種ないし３種を複合添加することにより、
■、Ｎｂｓ Ｍｏは単独で添加した場合に比べ、より低
い温度でオーステナイト中への熔解を開始させ、また焼
もどし過程において微細な合金炭化物の析出は、二次硬
化をより促進させることにより耐へたり性をさらに向上
させるものである。
るほかに、２種ないし３種を複合添加することにより、
■、Ｎｂｓ Ｍｏは単独で添加した場合に比べ、より低
い温度でオーステナイト中への熔解を開始させ、また焼
もどし過程において微細な合金炭化物の析出は、二次硬
化をより促進させることにより耐へたり性をさらに向上
させるものである。
３％ Ｓｅ、Ｐｂ、 ｃ漏出類元素については本発明鋼
の被削性を改善する元素であり、Ｓ ０．０３０〜０．
２０％、Ｓｅ ０．００３０〜０．２０％、Ｐｂ ０．
０３〜０．２０％、Ｃａｏ、ｏｏｏｓ〜ｏ、ｉｏｏ％、
希土類元素０．００５〜０．２０％としたのは下限未満
では被削性向上効果が小さく、かつ上限を越えて含有さ
せると基本鋼の耐へたり性を損い、さらに耐疲労寿命を
低下させるためである。
の被削性を改善する元素であり、Ｓ ０．０３０〜０．
２０％、Ｓｅ ０．００３０〜０．２０％、Ｐｂ ０．
０３〜０．２０％、Ｃａｏ、ｏｏｏｓ〜ｏ、ｉｏｏ％、
希土類元素０．００５〜０．２０％としたのは下限未満
では被削性向上効果が小さく、かつ上限を越えて含有さ
せると基本鋼の耐へたり性を損い、さらに耐疲労寿命を
低下させるためである。
つぎに本発明鋼の特徴を従来鋼、比較鋼と比べて実施例
でもって明らかにする。
でもって明らかにする。
第１表はこれらの供試鋼の化学成分を示すものであるつ
第１表においてＡ鋼は従来鋼で５ＵＰ７で、Ｂ鋼はＡ鋼
にＶ、Ｎｂを含有させた比較鋼で、Ｃ−に鋼は本発明鋼
で、Ｃ−Ｆ鋼は第１発明鋼で０７−に鋼は第２発明鋼で
ある。
にＶ、Ｎｂを含有させた比較鋼で、Ｃ−に鋼は本発明鋼
で、Ｃ−Ｆ鋼は第１発明鋼で０７−に鋼は第２発明鋼で
ある。
第２表は、第１表の供試鋼Ａ−に鋼について、１２ｍｍ
φに圧延した後、被削性を調べたものである。
φに圧延した後、被削性を調べたものである。
被削性については、前記素材を高速度鋼ドリルで穴孔は
加工した時の穿孔時間でもって評価し、従来鋼であるＡ
鋼を１００とした指数で示した。
加工した時の穿孔時間でもって評価し、従来鋼であるＡ
鋼を１００とした指数で示した。
第２表
第２表より明らかなように、本発明鋼であるＣ〜に鋼は
快削性元素であるＳ 、 Ｓｅ、 ’Ｐｂ、 Ｃａ、希
土類元素を１種以上含有させたことによって従来鋼、比
較鋼に比べて優れた被削性を有するものである。
快削性元素であるＳ 、 Ｓｅ、 ’Ｐｂ、 Ｃａ、希
土類元素を１種以上含有させたことによって従来鋼、比
較鋼に比べて優れた被削性を有するものである。
つぎに前記供試鋼を素材として第３表に示す諸元を有す
るコイルばねを成形し、最終硬さがＨＲＣ４５〜５５と
なるように焼入、焼もどし処理を行った後、素線の剪断
応力τ＝ １１５ｋｇ ／ ｍ ｎｒとなるようにセソ
チングを加えてへたり試験片を作製した。
るコイルばねを成形し、最終硬さがＨＲＣ４５〜５５と
なるように焼入、焼もどし処理を行った後、素線の剪断
応力τ＝ １１５ｋｇ ／ ｍ ｎｒとなるようにセソ
チングを加えてへたり試験片を作製した。
そしてこの試験片を２０℃の一定温度で、素線の揃普応
力τ−１０５ｋｇ／ｍｍとなる荷重を加え、９６１等間
経過（以下、これを長期荷重という）した後のコイルば
ねのへたり量を測定した。
力τ−１０５ｋｇ／ｍｍとなる荷重を加え、９６１等間
経過（以下、これを長期荷重という）した後のコイルば
ねのへたり量を測定した。
第３表
そして、上記試験片の硬さに対するへたり量を第１．２
図に示した。第１．２図より明らかなように本発明鋼で
あるＣ−に鋼はＳ、、Ｓｅ、 Ｐｂ、 Ｃａ。
図に示した。第１．２図より明らかなように本発明鋼で
あるＣ−に鋼はＳ、、Ｓｅ、 Ｐｂ、 Ｃａ。
希土類元素などの快削性元素を含有させたことによって
耐へたり性が低下することがなかった。
耐へたり性が低下することがなかった。
なお、へたり量は前記長期荷重を加える前にコイルばね
を一定の高さまで圧縮するに要した荷重Ｐと、前記長期
荷重を加えた後に同一の高さまで圧縮するに要した荷重
Ｐ２とを測定し、その差へＰ（−Ｐ、−Ｐ２）より次式
を用いて算出したもので剪断ひずみの単位を有し、残留
剪断ひずみと称する値をもって評価した。
を一定の高さまで圧縮するに要した荷重Ｐと、前記長期
荷重を加えた後に同一の高さまで圧縮するに要した荷重
Ｐ２とを測定し、その差へＰ（−Ｐ、−Ｐ２）より次式
を用いて算出したもので剪断ひずみの単位を有し、残留
剪断ひずみと称する値をもって評価した。
Ｇ：横弾性率（ｋｇ？／ｍｍ）
Ｄ＝コイル中心径（ｍ＋ａ） ｄ：素線径（＋ｎｍ
）また本発明鋼のＣ−Ｋ１１について前記と同じ諸元を
有するコイルばね素線に、剪断応力が１０〜１１０１ｉ
ｉ′、ｓＦ／ｍ ｒｄと変動する負荷を繰り返し与え疲
労試験−を行った結果、いずれのコイルばねも２０万回
繰り返しをしても折損しなかった。
）また本発明鋼のＣ−Ｋ１１について前記と同じ諸元を
有するコイルばね素線に、剪断応力が１０〜１１０１ｉ
ｉ′、ｓＦ／ｍ ｒｄと変動する負荷を繰り返し与え疲
労試験−を行った結果、いずれのコイルばねも２０万回
繰り返しをしても折損しなかった。
上述のように本発明鋼は従来の高Ｓｔばね用鋼に適量の
Ｓ、 ５ｅＳＰｂ、 Ｃａ、希土類元素を１種以上含有
させたことによって、従来の優れた耐へたり性を損うこ
となく被削性を向上することに成功したものであり、テ
ーパコイルばねの素材等として極めて高い実用性を有す
るものである。
Ｓ、 ５ｅＳＰｂ、 Ｃａ、希土類元素を１種以上含有
させたことによって、従来の優れた耐へたり性を損うこ
となく被削性を向上することに成功したものであり、テ
ーパコイルばねの素材等として極めて高い実用性を有す
るものである。
第１〜２図は従来鋼と本発明鋼を、焼入、焼もどし処理
後１１２ｃ ４５〜５５の硬さとした試験片のへたり量
を示した線図である。 代表特許出願人 Ａボ；ぐ （ｆｂｔｃ）
後１１２ｃ ４５〜５５の硬さとした試験片のへたり量
を示した線図である。 代表特許出願人 Ａボ；ぐ （ｆｂｔｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比にしてＣ ０．５０〜０．８０％、Ｓｉ １
．５０〜２．５０％、Ｍｎ ０．５０〜２．００％と、
Ｓ ０．０３０〜０．２０％、Ｓｅ ０．００３〜０．
２０％、Ｐｂ ０．０３０〜０．２０％、Ｃａ ０．０
００５〜０．１００％、希土類元素 ０．００５〜０．
２０％のうち１種ないし２種以上を含有し、残部Ｆｅな
らびに不純物元素からなることを特徴とする快削性の優
れたばね用鋼。 ２、重量比にしてＣ ０．５０〜０．８０％、Ｓｉ １
．５０〜２．５０％、Ｍｎ ０．５０〜２．００％と、
Ｖ ０．０５〜０．５０％、Ｎｂ ０．０５〜０．５０
％、Ｍｏ ０．０５〜０．５０％のうち１種ないし２種
以上と、Ｓ ０．０３０〜０．２０％、Ｓｅ ０．００
３〜０．２０％、Ｐｂ ０．０３〜０．２０％、Ｃａ
０．０００５〜０．１００％、希土類元素 ０．００５
〜０．２０％のうち１種ないし２種以上を含有し、残部
Ｆｅならびに不純物元素からなることを特徴とする快削
性の優れたばね用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13603784A JPS6115951A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 快削性の優れたばね用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13603784A JPS6115951A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 快削性の優れたばね用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115951A true JPS6115951A (ja) | 1986-01-24 |
Family
ID=15165699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13603784A Pending JPS6115951A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 快削性の優れたばね用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115951A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0676482A1 (en) * | 1994-04-04 | 1995-10-11 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Low decarburization spring steel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732353A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-22 | Aichi Steel Works Ltd | Spring steel with superior wear resistance |
| JPS5827955A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Aichi Steel Works Ltd | 焼入性、耐へたり性の優れたばね用鋼 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13603784A patent/JPS6115951A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732353A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-22 | Aichi Steel Works Ltd | Spring steel with superior wear resistance |
| JPS5827955A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Aichi Steel Works Ltd | 焼入性、耐へたり性の優れたばね用鋼 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0676482A1 (en) * | 1994-04-04 | 1995-10-11 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Low decarburization spring steel |
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