JPS62196357A - 冷間成形用高強度ばね鋼 - Google Patents
冷間成形用高強度ばね鋼Info
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- JPS62196357A JPS62196357A JP3822586A JP3822586A JPS62196357A JP S62196357 A JPS62196357 A JP S62196357A JP 3822586 A JP3822586 A JP 3822586A JP 3822586 A JP3822586 A JP 3822586A JP S62196357 A JPS62196357 A JP S62196357A
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Landscapes
- Springs (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、冷間成形用高強度ばね鋼に係り、特に耐へた
り性および冷間成形におけるコイルばね成形性に優れた
ばね鋼に関するものである。
り性および冷間成形におけるコイルばね成形性に優れた
ばね鋼に関するものである。
従来、自動車用等の懸架装置に用いられるばね用銅とし
ては５ＵＰ６，５ＵＰ９が土なものであった。しかるに
近年自動車の軽量化が要請され、懸架装置全般の軽量化
も強く求められるようになってきた。これに対して、懸
架装置全般にわたって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高く設定することが効果的
とされている。
ては５ＵＰ６，５ＵＰ９が土なものであった。しかるに
近年自動車の軽量化が要請され、懸架装置全般の軽量化
も強く求められるようになってきた。これに対して、懸
架装置全般にわたって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高く設定することが効果的
とされている。
このような高応力設計にともない、従来の上記ばね用銅
を素材としてばねを製作した場合、へたりが増大すると
いう問題が発生した。°特に乗用車に用いた場合、へた
りの増大はバンパ高さの低下につながり、安全上大きな
問題となった。
を素材としてばねを製作した場合、へたりが増大すると
いう問題が発生した。°特に乗用車に用いた場合、へた
りの増大はバンパ高さの低下につながり、安全上大きな
問題となった。
そこで各種の研究がなされた結果、ばね用鋼中のＳｉ含
有量を増加させると耐へたり性が向上するということが
見い出され、近時５ＵＰ６よりもさらにＳ１含有量が多
く、ＪＩＳ Ｇ ４８０１に規定されるばね用鋼中
では最もＳｌの高い５ＵＰ７が乗用車１艷架用ばね鋼と
して広く使用されるに至っている。しかるに、懸架ばね
の軽量化に対する要求は厳しいものがあり、５ＵＰ７よ
りもさらに耐へたり性のすぐれたばね出鋼のし１１発が
強く望まれていた。これに対処する技術として、たとえ
ば、特公昭６０ ４１６８Ｇ、特公昭６ｏ−４１６９９
、特公昭５７−１７１６４８各号公報には耐へたり性の
すぐれたばね出鋼が提案されている。しかしながら、こ
の技術はＳｉの効果を認めながらも、その限界としてＳ
ｉ：２．５０％としており、その理由として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、熱処理により遊雛炭素を生じる恐れがあるためで
あり更に、Ｓｉは焼入焼戻およびオイルテンパー処理に
より製造したコイルばねの耐へたり性を向」ニさせるの
に重要な元素であり、含有量が１％未満ではこの効果が
少なく、また２、５％を越えて含イｉされると焼入焼戻
およびオイルテンパー処理後の機械的性質が脆化し、か
つ冷間加工性が大幅に劣化し、さらに耐へたり性はあま
り改淳されない１［が挙げられている。
有量を増加させると耐へたり性が向上するということが
見い出され、近時５ＵＰ６よりもさらにＳ１含有量が多
く、ＪＩＳ Ｇ ４８０１に規定されるばね用鋼中
では最もＳｌの高い５ＵＰ７が乗用車１艷架用ばね鋼と
して広く使用されるに至っている。しかるに、懸架ばね
の軽量化に対する要求は厳しいものがあり、５ＵＰ７よ
りもさらに耐へたり性のすぐれたばね出鋼のし１１発が
強く望まれていた。これに対処する技術として、たとえ
ば、特公昭６０ ４１６８Ｇ、特公昭６ｏ−４１６９９
、特公昭５７−１７１６４８各号公報には耐へたり性の
すぐれたばね出鋼が提案されている。しかしながら、こ
の技術はＳｉの効果を認めながらも、その限界としてＳ
ｉ：２．５０％としており、その理由として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、熱処理により遊雛炭素を生じる恐れがあるためで
あり更に、Ｓｉは焼入焼戻およびオイルテンパー処理に
より製造したコイルばねの耐へたり性を向」ニさせるの
に重要な元素であり、含有量が１％未満ではこの効果が
少なく、また２、５％を越えて含イｉされると焼入焼戻
およびオイルテンパー処理後の機械的性質が脆化し、か
つ冷間加工性が大幅に劣化し、さらに耐へたり性はあま
り改淳されない１［が挙げられている。
一方、ばね製造工程に関しては、ばね特性に対する要求
の多様化に伴なうばね形状の多様化、製造工程の合理化
、省エネルギー化等の要求により冷間成形によるコイル
ばねの製造が増加している。
の多様化に伴なうばね形状の多様化、製造工程の合理化
、省エネルギー化等の要求により冷間成形によるコイル
ばねの製造が増加している。
更に、冷間成形機の大型・強力化により適用コイルばね
のサイズも大型化し、自動車懸架用コイルばねにも適用
されるに至っている。これに伴い使用材料に対する要求
は、高強度で硬さＨＲＣ−５５を有しかつ絞り３５％以
上で冷間加工性の良好なばね鋼が要求されるに至ってい
る。
のサイズも大型化し、自動車懸架用コイルばねにも適用
されるに至っている。これに伴い使用材料に対する要求
は、高強度で硬さＨＲＣ−５５を有しかつ絞り３５％以
上で冷間加工性の良好なばね鋼が要求されるに至ってい
る。
本発明は、以上の如き問題点を解決すべくなされたもの
であって耐へたり性のみならず、冷間加工性の極めて優
れた冷間成形用高強度ばね鋼を提供することを目的とす
る。
であって耐へたり性のみならず、冷間加工性の極めて優
れた冷間成形用高強度ばね鋼を提供することを目的とす
る。
本発明者らは種々検討及び実験の結果、耐へたり性には
効果があるものの、冷間加工性には適し゛ていないと言
われているＳｉをむしろ増量することによって耐へたり
性のみならず冷間加工性も付与し、さらニＮ ｂ 、
Ｖ 、 Ｔ ｉ 、 Ａ Ｑ （７） １種以上を含有
させることによって冷間加工性を更に一層向上出来ると
いう全く新たな知見を待って本発明をなしたものである
。
効果があるものの、冷間加工性には適し゛ていないと言
われているＳｉをむしろ増量することによって耐へたり
性のみならず冷間加工性も付与し、さらニＮ ｂ 、
Ｖ 、 Ｔ ｉ 、 Ａ Ｑ （７） １種以上を含有
させることによって冷間加工性を更に一層向上出来ると
いう全く新たな知見を待って本発明をなしたものである
。
即ち、本発明の要旨は、重量％でＣ： ０．５０〜０．
８０％、Ｓｉ ： ２，５０超〜４．Ｏｏ％２Ｍｎ ：
０．５０〜１．５０％、 Ｃｒ ： ０．１．０〜１
．５０％を含有し、又はこれにさらにＮｂ：０．０５〜
０．５０％、Ｖ： ０．０５〜０．５０％、Ｔｉ ：０
．０２〜０．１０％、 Ａ Ｑ ： ０．０２〜０．１
０％の１種又は２種以上を含有し、残部はＦｅ及び不可
避的不純物からなることを特徴とする冷間加工用高強度
ばね鋼で残部はＦｅ及び不可避的不純物からなることを
特徴とする冷間成形用高強度ばね鋼にある。
８０％、Ｓｉ ： ２，５０超〜４．Ｏｏ％２Ｍｎ ：
０．５０〜１．５０％、 Ｃｒ ： ０．１．０〜１
．５０％を含有し、又はこれにさらにＮｂ：０．０５〜
０．５０％、Ｖ： ０．０５〜０．５０％、Ｔｉ ：０
．０２〜０．１０％、 Ａ Ｑ ： ０．０２〜０．１
０％の１種又は２種以上を含有し、残部はＦｅ及び不可
避的不純物からなることを特徴とする冷間加工用高強度
ばね鋼で残部はＦｅ及び不可避的不純物からなることを
特徴とする冷間成形用高強度ばね鋼にある。
以下に本発明の詳細な説明する。
最初に本発明鋼の成分限定理由について述べる。
まず、Ｃは熱処理により高応力ばね鋼として十分な強度
を得るための元素であり、耐へたり性を確保するために
０．５％以上必要であるが、０．８％を越えると黒鉛化
の傾向が増し、靭性の低下が著しるしくなるためその範
囲を０．５〜０．８％とした。
を得るための元素であり、耐へたり性を確保するために
０．５％以上必要であるが、０．８％を越えると黒鉛化
の傾向が増し、靭性の低下が著しるしくなるためその範
囲を０．５〜０．８％とした。
つぎに、Ｓｉはフェライト中に固１容することにより素
地の強度を上げると共に析出炭化物の微細化を促進し、
更に結晶粒の微細化にも有効である。
地の強度を上げると共に析出炭化物の微細化を促進し、
更に結晶粒の微細化にも有効である。
特に高強度ばね鋼の適用の場合その延性範囲を拡大し冷
間加工性を改存するための元素である。このような効果
は次の実験により見出された。
間加工性を改存するための元素である。このような効果
は次の実験により見出された。
まず試験材としては、Ｃ： ０．５６％、Ｍｎ：０．７
８％ｔＰ：ｏ、ＯＬ５％、Ｓ：０．００９％。
８％ｔＰ：ｏ、ＯＬ５％、Ｓ：０．００９％。
Ｃｒ：０．７６％を基本成分とし、Ｓｉを１〜５％の範
囲の各種水準で添加した鋼を用い、紡造後鍛造比５０以
上で熱間鍛造を行なった後、焼入れを行ない、４５０℃
で焼もどしを行なったのち、標点間距離２４ ｍ ｍ
、線径６φの試験片に加工し引張試験を行った。その結
果得られた絞り％に対するＳｉ量の関係を第１図に示す
。同図に見られるようにＳｉ量が４％以下であれば懸架
ばねの冷間成形性に必要な絞り３５％以上を確保できる
が。
囲の各種水準で添加した鋼を用い、紡造後鍛造比５０以
上で熱間鍛造を行なった後、焼入れを行ない、４５０℃
で焼もどしを行なったのち、標点間距離２４ ｍ ｍ
、線径６φの試験片に加工し引張試験を行った。その結
果得られた絞り％に対するＳｉ量の関係を第１図に示す
。同図に見られるようにＳｉ量が４％以下であれば懸架
ばねの冷間成形性に必要な絞り３５％以上を確保できる
が。
Ｓｉ：４％を超えると絞りが３５％を下まわるようにな
り、冷間成形性がそこなわれるようになる。
り、冷間成形性がそこなわれるようになる。
一方、Ｓｉが低ければ充分絞りは確保出来るが、Ｓｉが
２．５％以下になると焼鈍条件などによっては前記要求
値の下限であるＨ ＲＣ４８を下まわるものが生ずるよ
うになるので不都合である。
２．５％以下になると焼鈍条件などによっては前記要求
値の下限であるＨ ＲＣ４８を下まわるものが生ずるよ
うになるので不都合である。
このような理由によりＳｉ範囲を２．５０超〜４．００
％と定めた。つぎに、Ｍｎは焼入性を高め、ばね用銅と
しての強度を得るための元素であり０．５％以上必要で
あるが１．５０％を超えて含有させると靭性を阻害する
ため、その範囲を０゜５０〜１．５０％とした。
％と定めた。つぎに、Ｍｎは焼入性を高め、ばね用銅と
しての強度を得るための元素であり０．５％以上必要で
あるが１．５０％を超えて含有させると靭性を阻害する
ため、その範囲を０゜５０〜１．５０％とした。
さらに、Ｃｒは０．１０％未満ではＣの黒鉛化が進み、
１．５０％超ではＣｒの大きな炭化物が発生し、ばねへ
たり性に悪影響を与えるので、Ｃｒの範囲を０．１０〜
１．５０％とした。
１．５０％超ではＣｒの大きな炭化物が発生し、ばねへ
たり性に悪影響を与えるので、Ｃｒの範囲を０．１０〜
１．５０％とした。
以上が本発明の鋼の基本成分であるが、本発明において
は、更に良好な冷間加工性の向上を目的としてＮｂ、Ｖ
、Ｔｉ、Ａｌの１種又は２種以上を含有することが出来
る。これらＮｂ、Ｖ、Ｔｉ。
は、更に良好な冷間加工性の向上を目的としてＮｂ、Ｖ
、Ｔｉ、Ａｌの１種又は２種以上を含有することが出来
る。これらＮｂ、Ｖ、Ｔｉ。
Ａｌは結晶粒の微細化及び微細炭化物の析出によりばね
鋼の冷間加工性の向上を得るための元素でありＮｂ、Ｖ
は各々０．０５％以上で効果を示し、Ｔｉ、Ａｌは各々
０．０２％以上で効果を示すが、Ｎｂ、Ｖは各々ｆ７）
０．５０％、Ｔ ｘ ｇ Ａ １２は各々０．２０％を
超えるとその効果が飽和し、かつ、オーステナイト中に
溶解されない合金炭化物が増加し、これがばね鋼の疲労
を低下させるためその範囲を、Ｎ ｂ ： ０．０５−
０．５０％、 Ｖ ： Ｏ，Ｏ５〜０．５０％、 Ｔ
ｉ ： ０，０２〜Ｏ’、１０％。
鋼の冷間加工性の向上を得るための元素でありＮｂ、Ｖ
は各々０．０５％以上で効果を示し、Ｔｉ、Ａｌは各々
０．０２％以上で効果を示すが、Ｎｂ、Ｖは各々ｆ７）
０．５０％、Ｔ ｘ ｇ Ａ １２は各々０．２０％を
超えるとその効果が飽和し、かつ、オーステナイト中に
溶解されない合金炭化物が増加し、これがばね鋼の疲労
を低下させるためその範囲を、Ｎ ｂ ： ０．０５−
０．５０％、 Ｖ ： Ｏ，Ｏ５〜０．５０％、 Ｔ
ｉ ： ０，０２〜Ｏ’、１０％。
Ａｌ：０．０２〜０．１０％とし１種又は２種以上含有
することとした。
することとした。
本発明の鋼は以上のような成分組成を有するものである
が、この製造に際しては１通常の製鋼、造塊或いは連続
鋳造、分塊圧延、更に、棒鋼圧延又は線材圧延の工程を
経てばね鋼を得ることが出来る。その後、必要に応じて
キズ取り、酸洗、伸線等の前処理を行ない、しかる後、
オイルテンパー、高周波熱処理等の熱処理により高強度
ばね素線が得られる。このばね素線の冷間ばね成形に於
いて所期の効果を得ることが出来る。
が、この製造に際しては１通常の製鋼、造塊或いは連続
鋳造、分塊圧延、更に、棒鋼圧延又は線材圧延の工程を
経てばね鋼を得ることが出来る。その後、必要に応じて
キズ取り、酸洗、伸線等の前処理を行ない、しかる後、
オイルテンパー、高周波熱処理等の熱処理により高強度
ばね素線が得られる。このばね素線の冷間ばね成形に於
いて所期の効果を得ることが出来る。
つぎに１本発明の効果を実施例によりさらに具体的に述
べる。
べる。
第１表は供試鋼の化学成分を示したものである。
第１表においてＡ１−Ａ１３鋼は本発明例であり、８１
〜Ｂ９ｆｉは比較材である。供試用コイルばねは、鋳造
後圧延比５０以上で熱間圧延、ピーリング、オイルテン
パー、ばね冷間成形し低温戻しを行った。なお、低温戻
しの温度を変えて試験ばねの硬さをｒ−Ｉ ＲＣ５２、
５になるように調整した。
〜Ｂ９ｆｉは比較材である。供試用コイルばねは、鋳造
後圧延比５０以上で熱間圧延、ピーリング、オイルテン
パー、ばね冷間成形し低温戻しを行った。なお、低温戻
しの温度を変えて試験ばねの硬さをｒ−Ｉ ＲＣ５２、
５になるように調整した。
第２表は供試ばねの諸元である。供試ばねは、アークハ
イ！−０、５ｍ ｍのショットピーニングを施したのち
、素線のせん断応力で＝ １２６．５ ｋｇ ｆ ／
ｍ ｍとなるようにセッチングを施したのち、ばね締付
けへたり試験を行った。
イ！−０、５ｍ ｍのショットピーニングを施したのち
、素線のせん断応力で＝ １２６．５ ｋｇ ｆ ／
ｍ ｍとなるようにセッチングを施したのち、ばね締付
けへたり試験を行った。
第３表ばばね締付けへたり試験の結果である。
第３表の結果から比較ばねは、残留せん断ひずみが大き
く、耐へたり性の劣っていることが明らかである。これ
は、残留オーステナイトの残存およびＣｒによる巨大炭
化物生成のためと考えられる。
く、耐へたり性の劣っていることが明らかである。これ
は、残留オーステナイトの残存およびＣｒによる巨大炭
化物生成のためと考えられる。
なお１本発明例は全て１．０１１０−’未満で良好な結
果であった。
果であった。
以上の実施例からも明らかな如く、本発明によれば冷間
加工性にすぐれた高強度ばね鋼を提供することが可能と
なるものであり、産業上の効果は極めて顕著である。
加工性にすぐれた高強度ばね鋼を提供することが可能と
なるものであり、産業上の効果は極めて顕著である。
第１図はＳｉ量と絞り（％）との関係を示す図である。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
代 理 人 弁理士 古島 寧第１図
Ｓｉ （％）
Claims (2)
- （１）重量％でＣ：０．５０〜０．８０％、Ｓｉ：２．
５０超〜４．００％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｃ
ｒ：０．１０〜１．５０％を含有し残部はＦｅ及び不可
避的不純物からなることを特徴とする冷間成形用高強度
ばね鋼。 - （２）重量％でＣ：０．５０〜０．８０％、Ｓｉ：２．
５０超〜４．００％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｃ
ｒ：０．１０〜１．５０％でありかつＮｂ：０．０５〜
０．５０％、Ｖ：０．０５〜０．５０％、Ｔｉ：０．０
２〜０．１０％、Ａｌ：０．０２〜０．１０％の１種又
は２種以上を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物から
なることを特徴とする冷間成形用高強度ばね鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3822586A JPS62196357A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 冷間成形用高強度ばね鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3822586A JPS62196357A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 冷間成形用高強度ばね鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196357A true JPS62196357A (ja) | 1987-08-29 |
Family
ID=12519363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3822586A Pending JPS62196357A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 冷間成形用高強度ばね鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62196357A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03162550A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度高延性オイルテンパー線およびその製造方法 |
| EP1698712A1 (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steels for high-strength springs excellent in cold workability and quality stability |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP3822586A patent/JPS62196357A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03162550A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度高延性オイルテンパー線およびその製造方法 |
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