JPS63176430A - コイルスプリングの製造方法 - Google Patents
コイルスプリングの製造方法Info
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- JPS63176430A JPS63176430A JP730387A JP730387A JPS63176430A JP S63176430 A JPS63176430 A JP S63176430A JP 730387 A JP730387 A JP 730387A JP 730387 A JP730387 A JP 730387A JP S63176430 A JPS63176430 A JP S63176430A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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、疲れ寿命が高く、特に、高回転エンジン用の
バルブスプリングに適したコイルスプリングの製造方法
に関する。
バルブスプリングに適したコイルスプリングの製造方法
に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点近年、自
動車及び自動２＠車用のエンジンは軽量で高出力を得る
ために益々高速化されており、これに使用さ、れるバル
ブスプリングは、サージングを防止するために固有振動
数を高くすることが要求され、そのためには素線径を小
さくして軽量化を図る必要があるが、これは、必然的に
高応力化を招来するため、疲れ寿命のより高いバルブス
プリングが要求されている。
動車及び自動２＠車用のエンジンは軽量で高出力を得る
ために益々高速化されており、これに使用さ、れるバル
ブスプリングは、サージングを防止するために固有振動
数を高くすることが要求され、そのためには素線径を小
さくして軽量化を図る必要があるが、これは、必然的に
高応力化を招来するため、疲れ寿命のより高いバルブス
プリングが要求されている。
バルブスプリングの疲れ寿命を高める方法として、コイ
リング後に窒化処理を施すことが知られているが、従来
、窒化処理の行なわれていた ｊＩ Ｓ ５ＷＯ３Ｃ
−Ｖ （弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線）
は、４００℃を超えろ温度にさらすと、引張り強さが急
激に低下するため、窒化処理も４２０℃以下の温度で行
なわざるを得なかった。しかし、窒化処理は、一般に、
アンモニアを主成分とする雰囲気中で行なわれ、アンモ
ニアの分解と分解した活性基の窒素のｉＮ中への拡散と
いう２段階の過程を経るが、いずれの過程も温度が高い
程進行が速いのであって、処理温度を上記のｉうに低く
抑えると、窒化処理が十分に行なわれず、疲れ寿命を十
分に高めることができなかった。
リング後に窒化処理を施すことが知られているが、従来
、窒化処理の行なわれていた ｊＩ Ｓ ５ＷＯ３Ｃ
−Ｖ （弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線）
は、４００℃を超えろ温度にさらすと、引張り強さが急
激に低下するため、窒化処理も４２０℃以下の温度で行
なわざるを得なかった。しかし、窒化処理は、一般に、
アンモニアを主成分とする雰囲気中で行なわれ、アンモ
ニアの分解と分解した活性基の窒素のｉＮ中への拡散と
いう２段階の過程を経るが、いずれの過程も温度が高い
程進行が速いのであって、処理温度を上記のｉうに低く
抑えると、窒化処理が十分に行なわれず、疲れ寿命を十
分に高めることができなかった。
発明の目的
本発明は、引張り強さの急激な低下を招来することなく
、窒化処理の温度を高くすることにより窒化処理の効果
を高め、疲れ寿命の著しく高いコイルスプリングを提供
することを目的とする。
、窒化処理の温度を高くすることにより窒化処理の効果
を高め、疲れ寿命の著しく高いコイルスプリングを提供
することを目的とする。
発明の構成及び作用、効果
本発明は、Ｃ：０．６０〜０．７０％、Ｓｉ：１．３０
〜１゜７０％、 Ｍｎ ： ０．４０〜０．７０％、
Ｃｒ ： ０．４０〜０．７０％。
〜１゜７０％、 Ｍｎ ： ０．４０〜０．７０％、
Ｃｒ ： ０．４０〜０．７０％。
Ｖ ： ０．４Ｑ〜０．６０％、 Ｍｏ ： ０．１０
〜０．２５％残り実質的にＦｅからなる線材にパテンテ
ィング、常温伸線加工及びオイルテンパーを順次に施し
た素線をコイリングし、４５０℃以上５２０℃以下の温
度で軟窒化、低温浸炭窒化などの窒化処理を施す構成に
なり、線材の各添加元素は、夫々、焼戻し軟化抵抗を向
上させるのものであって、各元素はその範囲の下限値以
上であることによって必要最低限の焼戻し軟化抵抗を備
え、また、上限値以下であることによってこの線材のパ
テンティング処理が実質的に可能になるのであり、この
ような成分の線材は、パテンティング、常温伸線加工及
びオイルテンパーを問題なく行なうことができるととも
に、コイリング後に４５０’Ｃ以上の温度で窒化処理を
施しても、材料内部は軟化せず、十分な機械的強度を保
持する。
〜０．２５％残り実質的にＦｅからなる線材にパテンテ
ィング、常温伸線加工及びオイルテンパーを順次に施し
た素線をコイリングし、４５０℃以上５２０℃以下の温
度で軟窒化、低温浸炭窒化などの窒化処理を施す構成に
なり、線材の各添加元素は、夫々、焼戻し軟化抵抗を向
上させるのものであって、各元素はその範囲の下限値以
上であることによって必要最低限の焼戻し軟化抵抗を備
え、また、上限値以下であることによってこの線材のパ
テンティング処理が実質的に可能になるのであり、この
ような成分の線材は、パテンティング、常温伸線加工及
びオイルテンパーを問題なく行なうことができるととも
に、コイリング後に４５０’Ｃ以上の温度で窒化処理を
施しても、材料内部は軟化せず、十分な機械的強度を保
持する。
また窒化処理の温度を４５０’Ｃ以上５２０’Ｃ以下と
したのは、４５０’Ｃ未満の温度では窒化処理において
アンモニアの分解及び窒素の鋼中の拡散に十分な効果が
得られず、材料内部の硬さも高く、切欠き感受性が高い
ため、非金属介在物などの影響を受けやすく、かえって
疲れ寿命を低下させるためであり、５２０℃を超えると
材料の強度が低下し、内部硬さもビッカース５００を下
回り、疲れ寿命と耐へたり性を劣化させるためである。
したのは、４５０’Ｃ未満の温度では窒化処理において
アンモニアの分解及び窒素の鋼中の拡散に十分な効果が
得られず、材料内部の硬さも高く、切欠き感受性が高い
ため、非金属介在物などの影響を受けやすく、かえって
疲れ寿命を低下させるためであり、５２０℃を超えると
材料の強度が低下し、内部硬さもビッカース５００を下
回り、疲れ寿命と耐へたり性を劣化させるためである。
実施例
次に実施例について以下に説明する。
供試材は表１に示す通りで成分範囲としては、上限、下
限、はぼその中間のものを溶解した。また従来の線材と
比較するためにＳ ｉ−Ｃｒｍ （ＳＷＯ５Ｃ−■）も
用意した。
限、はぼその中間のものを溶解した。また従来の線材と
比較するためにＳ ｉ−Ｃｒｍ （ＳＷＯ５Ｃ−■）も
用意した。
表１ 供試材成分
線材はいずれもφ８晴の線材をパテンティング処理後、
表面研削をし、さらに伸線によりφ４．Ｏｍとし、最後
に焼入れ、焼戻し処理を施した。
表面研削をし、さらに伸線によりφ４．Ｏｍとし、最後
に焼入れ、焼戻し処理を施した。
こうして製造されたオイルテンパー処理上りの線材の機
械的性質を表２に示す。
械的性質を表２に示す。
表２ 供試材のオイルテンパー後の機械的性質コイルス
プリングの製造は１表３の諸元に従いコイリングし、そ
の後、４００℃での低温焼鈍を行い、端面研磨の後、４
５０℃、４７０ ’Ｃ１５゜０℃、５２０℃、５３０℃
で窒化処理を施した。
プリングの製造は１表３の諸元に従いコイリングし、そ
の後、４００℃での低温焼鈍を行い、端面研磨の後、４
５０℃、４７０ ’Ｃ１５゜０℃、５２０℃、５３０℃
で窒化処理を施した。
なお比較例としてのｓｗｏｓｃ−ｖについては窒化処理
温度を４２０℃とした。
温度を４２０℃とした。
供試材の焼戻し軟化抵抗を得るために、各線のオイルテ
ンパー処理後の素線を４００’Ｃがら６００℃までそれ
ぞれ１時間の低温焼鈍を施し、硬さの変化を調べたのが
第１図である。
ンパー処理後の素線を４００’Ｃがら６００℃までそれ
ぞれ１時間の低温焼鈍を施し、硬さの変化を調べたのが
第１図である。
この結果によれば、５００’Ｃ前後の温度で処理しても
内部硬さは十分、従来盲のレベルを満足することがわか
る。
内部硬さは十分、従来盲のレベルを満足することがわか
る。
第２図にＢ材を５００℃で２−間室化処理した時の表面
写真を示すが、第３図にＤで示す比較例ｓｗｏｓｃ−ｖ
の４２０℃で処理した場合の硬さ分布と比較して、窒素
の鋼中への拡散が十分に進行していることがわかる。
写真を示すが、第３図にＤで示す比較例ｓｗｏｓｃ−ｖ
の４２０℃で処理した場合の硬さ分布と比較して、窒素
の鋼中への拡散が十分に進行していることがわかる。
また窒化層のＸ ａ回折パターンを調べたところ、第４
図に示すようにε相とσ′相が観察された。
図に示すようにε相とσ′相が観察された。
本発明方法によって製造したコイルスプリングＡ、Ｂ、
’Ｃと比較例の耐久試験と熱間締め付けによる耐へたり
特性を調べた結果を第５．６図にそれぞれ示すが、疲れ
特性及び耐へたり特性のいずれにおいても、本発明方法
によって製造したコイルズブリングの方が著しく著れて
いることが明らかである。なお、試験に先立ち、ショッ
トピーニングを施し、セソチングを実施した後、試験に
供した。
’Ｃと比較例の耐久試験と熱間締め付けによる耐へたり
特性を調べた結果を第５．６図にそれぞれ示すが、疲れ
特性及び耐へたり特性のいずれにおいても、本発明方法
によって製造したコイルズブリングの方が著しく著れて
いることが明らかである。なお、試験に先立ち、ショッ
トピーニングを施し、セソチングを実施した後、試験に
供した。
また別の実施例として本発明によるコイルスプリングを
実際のエンジンにバルブスプリングとして搭載し、エン
ジン上での耐久試験を実施した。
実際のエンジンにバルブスプリングとして搭載し、エン
ジン上での耐久試験を実施した。
この試験に用いたばねの諸元は表４に示す通りで、試験
はエンジン回転数をｌｏｏｏｏｒｐｍから１７０００ｒ
ｐ１１まで】分間に３往復させながら行なった、結果は
従来のｓｗｏｓｃ−ｖが２０時間以内に折損したのに対
し、本発明によるバルブスプリングでは４０時間以上の
ｉｔ久性を示した。
はエンジン回転数をｌｏｏｏｏｒｐｍから１７０００ｒ
ｐ１１まで】分間に３往復させながら行なった、結果は
従来のｓｗｏｓｃ−ｖが２０時間以内に折損したのに対
し、本発明によるバルブスプリングでは４０時間以上の
ｉｔ久性を示した。
表・１ エンジン上でのｉ１久試験に用いたばねの諸元
以上の結果から明らかになったように、本発明は、従来
の窒化処理より高い温度で処理したから、窒化の効果が
著しく、同時に各種合金添加元素の二次硬化によると思
われる耐へたり特性の向上にも効を奏し、高回転・高出
力のエンジンに適合したバルブスプリングを提供するこ
とができる。なお、本発明によるコイルスプリングはエ
ンジンのバルブスプリング以外にも使用できることは明
らかである。
以上の結果から明らかになったように、本発明は、従来
の窒化処理より高い温度で処理したから、窒化の効果が
著しく、同時に各種合金添加元素の二次硬化によると思
われる耐へたり特性の向上にも効を奏し、高回転・高出
力のエンジンに適合したバルブスプリングを提供するこ
とができる。なお、本発明によるコイルスプリングはエ
ンジンのバルブスプリング以外にも使用できることは明
らかである。
第１図は本発明の実施例と比較例のオイルテンパー後の
素線の焼戻し軟化抵抗を示すグラフ、第２図は本発明方
法によって＋１？２造したコイルスプリングの窒化処理
後の表面組織写真、第３図は本発明と比較例のコイルス
プリングの窒化処理後の表面硬さ分布を示すグラフ、第
４図は、本発明方法によって′！ＸＩ造したコイルスプ
リングの窒化層のＸ線回折パターン、第５図は本発明方
法【；よって製造したコイルスプリングと比較例の疲れ
特性を示すグラフ、第６図はその耐へたり特性のグラフ
である。
素線の焼戻し軟化抵抗を示すグラフ、第２図は本発明方
法によって＋１？２造したコイルスプリングの窒化処理
後の表面組織写真、第３図は本発明と比較例のコイルス
プリングの窒化処理後の表面硬さ分布を示すグラフ、第
４図は、本発明方法によって′！ＸＩ造したコイルスプ
リングの窒化層のＸ線回折パターン、第５図は本発明方
法【；よって製造したコイルスプリングと比較例の疲れ
特性を示すグラフ、第６図はその耐へたり特性のグラフ
である。
Claims (1)
- Ｃ：０．６０〜０．７０％、Ｓｉ：１．３０〜１．７０
％、Ｍｎ：０．４０〜０．７０％、Ｃｒ：０．４０〜０
．７０％、Ｖ：０．４０〜０．６０％、Ｍｏ：０．１０
〜０．２５％残り実質的にＦｅからなる線材にパテンテ
イング、常温伸線加工及びオイルテンパーを順次に施し
た素線をコイリングし、４５０℃以上５２０℃以下の温
度で軟窒化、低温浸炭窒化などの窒化処理を施すことを
特徴とするコイルスプリングの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007303A JP2511663B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | コイルスプリングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007303A JP2511663B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | コイルスプリングの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176430A true JPS63176430A (ja) | 1988-07-20 |
| JP2511663B2 JP2511663B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=11662249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62007303A Expired - Lifetime JP2511663B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | コイルスプリングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511663B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04247824A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-03 | Nippon Steel Corp | 高強度ばねの製造方法 |
| EP0694621A1 (en) * | 1994-07-28 | 1996-01-31 | Togo Seisakusho Corporation | Process for producing a coil spring |
| KR19990043795A (ko) * | 1997-11-29 | 1999-06-15 | 정몽규 | 코일 스프링 제조 방법 |
| EP1036851A1 (en) * | 1997-11-06 | 2000-09-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High fatigue-strength steel wire and spring, and processes for producing these |
| JP2004183099A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-07-02 | Chuo Spring Co Ltd | 弁ばねの製造方法 |
| KR100954788B1 (ko) | 2002-12-23 | 2010-04-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고온변형저항 특성이 우수한 슬라이딩게이트용 코일스프링 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS4930339A (ja) * | 1972-07-17 | 1974-03-18 | ||
| JPS4946462A (ja) * | 1972-09-05 | 1974-05-04 | ||
| JPS5827956A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Aichi Steel Works Ltd | 耐へたり性の優れたばね用鋼 |
| JPS6130660A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Toyota Motor Corp | 高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP62007303A patent/JP2511663B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| KR19990043795A (ko) * | 1997-11-29 | 1999-06-15 | 정몽규 | 코일 스프링 제조 방법 |
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| JP4615208B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2011-01-19 | 中央発條株式会社 | 弁ばねの製造方法 |
| KR100954788B1 (ko) | 2002-12-23 | 2010-04-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고온변형저항 특성이 우수한 슬라이딩게이트용 코일스프링 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511663B2 (ja) | 1996-07-03 |
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