JPS61183413A - ばね用鋼線の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明（特定発明とこれを用いた同一目的の発明）は、
いずれも焼入れ焼戻して使用されるばね用鋼線の製造方
法に関するものである。

（従来の技術） 焼入れ、焼戻し処理をしたばね用鋼線の製造方法は、熱
間圧延線材を引張強度が６０−４０に９／−となるよう
に焼鈍処理した後、皮剥ぎ加工等で表面欠陥を除去し、
さらに所定の寸法まで伸線加工して焼入れ、焼戻しする
方法が一般的である。

ばね用＃Ｉ４１１Ａには、特に高い疲労強度が要求され
ている。疲労強度を阻害する要因として、鋼線表面の疵
や表層部の脱炭が挙げられる。このため、皮剥ぎ加工等
の表面欠陥の除去対策、また最終工程における熱処理で
の脱炭防止として雰囲気制御が行われている。

疲労強度を阻害する要因として、さらに鋼線表面直下に
存在する非金属介在物が挙げられる。

すなわち、ばね使用時には曲げ応力やねじり応力は鋼線
断面上で不均一であって、特に表面に最大応力が発生す
る。表面系、や脱炭のない鋼線でも使用時非金属介在物
を起点として疲労破壊を起こすことになる。

非金属介在物を減小させること、またその大きさを小さ
くするため、ばね用銅の溶精、鋳造に注意が払われ効果
が挙げられている。しかしながらこの製鋼段階の努力で
も非金属介在物を皆無にすることはできず、ある程度の
非金属介在物は鋼中に残留することになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、鋼中にある程度残留する非金属介在物を
小径化し、できるだけ減小させることである。

（問題点を解決するための手段） 非金属介在物の直径を小径化するために、熱間圧延線材
を熱処理と伸線加工を行うものである。

すなわち、Ｏ，Ｓ−Ｏ，ｇ％の炭素を含む鋼を熱間圧延
した線材を直接熱処理するか、あるいは別途熱処理する
ことにより、線材の引張強度をｆ３；　ｋｇ／−以上と
した後、２０−９０％の断面縮小を行う伸線加工により
、鋼線の引張強度を／１１０　ｋｇ／−以上として、鋼
中の非金属介在物径を破砕により小径化し、この鋼線を
焼入れ、焼戻し処理してばね用鋼線とする。

（以上は特定発明） 特定発明の全体を用いる発明の方は、ｏ、ｓ−ｏ、ｇ％
の炭素を含む鋼を熱間圧延した線材を直接熱処理するか
、あるいは別途熱処理することにより、線材の引張強度
をＪ’５　ｋｇ／−以上とした後、２０〜９０％の断面
縮小を行う伸線加工により、！！１線の引張強度を／１
ｌ−ＯＪｃ９／−以上として、鋼中の非金属介在物径を
破砕により小径化（この工程まで第１発明と同じ）し、
さらに、この！１線をざＯＯ〜１０００℃に加熱し、こ
の温度で２０％以上の熱間加工を施した後、焼入れ、焼
戻し処理をしてばね用鋼線とする。

（作用） 非金属介在物が破砕により小径化され、疲労破壊を起こ
さないばね用鋼線が得られる。

（実施例） 化学成分が重量比−ＣＯ，乙／％０．１、３３％Ｓｉ、
０．７．２％Ｍｎ、０．！；９％Ｃｒを含む直径９．０
ｒｓｓの鋼線材をｑｓｏｏｃに加熱し、冷却速度を調整
して、ざＳ〜７２３に９／−の引張強度の線材を得た。

また軟化焼鈍を６ざ０°０２時間行った引張強度７２に
９／−の線材を用意した。

これらの線材を／パス減面率を１５〜２０％で伸線加工
し各パスにおけるす［張強度を求め、また鋼線の縦断面
の顕微鏡観察によって鋼中非金属介在物の直径が３　、
ａ　ｍ以上の大きさのものを測定した。

なお、非金属介在物の寸法は、第１図に示す半径方向の
寸法之を測定し、得られた結果を第２図（ａ）〜（ｅ）
に示した。第２図に引張強度を横軸にして非金属介在物
の半径方向の寸法をとっである。

第２　ｍ　（ａ）は従来技術の方法で、線材を焼鈍して
軟化させ伸線したもので、伸線加工度が７Ｓ％でも引張
強度は／２２に９／−となる。この場合、非金属介在物
は破砕することなく、伸線前の大きさと変らない。

第２図（ｂ）〜（ｅ）の場合、鋼線の引張強度が／’ｌ
Ｏｋｑ１ｍｔ１以上になると非金属介在物は破砕し小径
化する。

その結果非金属介在物の大きさは／ｊ；、ａｍ以下とな
る。

さらに伸線加工を継続して行うと破砕した非金属介在物
は回転し、半径方向の寸法は小さくなり、／Ｑｐｍ以下
とすることが可能となる。

しかしながら、鋼中の非金属介在物が伸線加工によって
破砕されると、非金属介在物の小径化がはかれる反面、
その介在物の周辺で空隙が形成される。

この空間は後続の焼入れ、焼戻し処理では消滅すること
なく鋼中に存在する。この空隙を消滅させる方法を種々
検討した結果、伸線加工後のｗ４線を熱間圧延温度で２
０％以上の塑性加工を施すことが有効であることが判っ
た。

即ち、冷間伸線により、非金属介在物が破砕され生じた
空隙を断面減率２０％以上の熱間加工により、地鉄が充
填し内部欠陥は消滅する。

（発明の効果） 前記と同様の化学成分の直径９．Ｑｍｍの線材を調整冷
却により、線材強度として１０３；に９／−とした。こ
の線材を皮剥ぎダイスで表面疵を除去し、線径Ｓ、０謔
まで伸線し、焼入れ、焼戻し処理を行い抗張カフ９０ｋ
ｇ／−に調整した。

一方向一材料を用いて、強度が７２　ｋｇ／−に焼鈍し
て皮剥加工し、線径５．Ｑ　ｍｍまで伸線、熱処理で抗
張力／９／に９／−に調整した。

両者の材料をはね加工して疲労試験を実施した。

その試験結果を第３図に示した。

図から非金属介在物を伸線加工により破砕した本発明の
方法では疲労強度が従来の方法に比較して向上している
ことが判る。

また、前記と同様の化学成分の直径１０．ＯｍＷＬの線
材を調整冷却により、線材強度として／／乙に９／−と
した。この線材を皮剥ぎダイスで表面、后を除去し、線
径７．ＯＢまで伸線加工を行った。

このｗ４！／Ｍを９２０００に加熱し、２パスで線径左
了朋まで圧延し、その後線材左ｏｍｓまで伸線し、さら
に焼入れ、焼戻し処理を行い抗張力／９０１Ｉｖ／−に
調整した。

一方、同一材料を用いて強度が７２に９／−に焼鈍して
皮剥ぎ加工し、線径左Ｏ騙まで伸線、熱処理で抗張力を
／り／に９／−に調整した。

両者の材料をはね加工して疲労試験を実施したその試験
結果は第４図に示した。

図から非金属介在物を伸線加工により破砕した本発明の
方法では疲労強度が従来方法に比較して向上しているこ
とが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼中に存在する非金属介在物の寸法測定方法を
示す説明図、第２図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ熱処理を
変化させて線材の強度を調整し、／３−２０％の／パス
減面率で伸線した後の各パス後の非金属介在物の寸法変
化を示す図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の特定発
明、第２発明によるばね用鋼線の疲労試験結果で、本発
明の効果を示す図である。 扇１図 あ　２　図（是の１） ｇ１Ｍ３ｔ＝／ｌ　（ｋｇ／ｍｍ２３ 席　２図（＋の２） ！ｌ　ＦＩ　Ｔ’ｔ　Ｆｌ　　ｆ　ｋｇ／ｍｍ２］第３
図 繰３ＬＬ紋　Ｎ（８） 第　４　図 繰透し牧　Ｎ（回）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比で０．５〜０．８％の炭素を含む鋼を熱間圧
   延した線材を直接熱処理するか、あるいは別途熱処理す
   ることにより線材の引張強度を８５ｋｇ／ｍｍ＾２以上
   とし、２０〜９０％の断面減小を行う伸線加工により、
   鋼線の引張強度を１４０ｋｇ／ｍｍ＾２以上として、鋼
   中の非金属介在物を破砕により小径化し、この鋼線を焼
   入れ焼戻し処理することを特徴とするばね用鋼線の製造
   方法。 ２、重量比で０．５〜０．８％の炭素を含む鋼を熱間圧
   延した線材を直接熱処理するか、あるいは別途熱処理す
   ることにより線材の引張強度を８５ｋｇ／ｍｍ＾２以上
   とし、２０〜９０％の断面減小を行う伸線加工により、
   鋼線の引張強度を１４０ｋｇ／ｍｍ＾２以上として、鋼
   中の非金属介在物を破砕により小径化し、続いてこの鋼
   線を８００〜１０００℃に加熱し、この温度で２０％以
   上の熱間加工を施した後、焼入れ焼戻し処理することを
   特徴とするばね用鋼線の製造方法。