JPS63227748A - 高強度ばね用鋼線およびその製造方法 - 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〕 本発明はピアノ線Ｂ種Ｓ畦−Ｂ　（ＪＩＳ　Ｇ３５２２
）以上のへクリ特性、水素脆性に優れ、ばね寿命が長い
高強度ばね用鋼線およびその製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

冷間伸線によるばね材料としてはピアノ線や硬鋼線が使
用されているが、伸線後の歪取焼鈍後のばね用鋼線で引
張強さは４１１ｍφで１６０〜２００ｋｇｆ／　ｔｍ　
”程度であった。しかし、ばねの計量化、信頼性向上の
ため高張力化、非変形介在物低減、ヘタリ特性の改善が
望まれている。

これらを解決する手段に関し種々の成分系の高張力線材
が提案されている。例えば、特公昭４３−８６２１１号
公報に示される「高強度・高靭性を有する高炭素線用鋼
」のＳｉ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｗ、　　Ｖを添
加した低合金鋼および山腰登らが神戸製鋼技報Ｖｏ１．
２３．隘３　（１９７３）に発表した「高炭素鋼線の機
械的性質に及ぼす合金元素添加の影響」など以前より数
多くの合金添加鋼が提案されてきた。

しかし、このように多（の成分系が提案されているにも
かかわらず工業的に大量生産されているものは少ない。

それは合金元素添加により非変形介在物が増加し疲労特
性が改善されないことまたパテンティング処理がうまく
いかず、伸線に適した微細パーライト組織が得にくいこ
となどである。

特に疲労やヘタリが重視されるばね用鋼線のうち、軽量
化が要求されるサイズは２〜８關φと比較的太い。現在
量も高強度で実用化されているピアノ線に勝る高強度で
工業的に安定生産可能な高強度鋼線、また、使用雰囲気
が２００〜３５０℃になる用途も出てきており、低温長
時間加熱しても強度低下の少ない耐熱性のある冷間引抜
鋼線、更に焼入、焼戻しだ高強度鋼線と異なり、高強度
で電気めっき時の水素脆化の影響の少ないばね用鋼線が
望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような従来からの要望を満足させるために
なされたものであり、ピアノ線と低合金鋼オイルテンパ
ー線の中間に位置する加熱へクリ特性を有し、更に電気
めっき時の水素脆性の少ない高強度ばね用鋼線およびそ
の製造方法を提供しようとするにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕前記の問題点
を解決するための手段の骨子とするところは （１１成分系を特定したことである。即ちＳｔ、　Ｃｒ
を組合せて耐熱性及びベタリ特性向上を図り、かつＯ，
Ｓ規制を行い、Ｃａ＋　Ｍｇ＋　Ｂａ＋　Ｓｒの１種類
以上を０．０００５〜ｏ、ｏｏｓ％添加することにより
非変形介在物を減少させたこと （２）非変形介在物の大きさを２０μ以下とした伸線繊
維組織を有するヘタリ特性に優れた水素脆性の少ない鋼
線である （３）更にこれらの鋼線の成分系、パテンティング条件
、パテンティング後の放置条件、更に伸線加工法を組合
せた製造方法である。

以上の如き本発明による問題点の解決手段の骨子に基づ
き本発明の要旨とするところを下記の通りとするもので
ある。

（１）　　Ｃ：　０．７０〜１．００％　　Ｓｔ　：　
０．５０〜３．０Ｏ％Ｍｎ　：　０．２０〜０．７０％
　　Ｃｒ　：　０．２０〜２．００％Ｐ　：　０．０２
５％以下　　Ｓ　：　０．０１５％以下ｏ　：　ｏ、ｏ
ｏｓｏ％以下　　Ｎ　：　０．００５０％以下Ｃａ、　
Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｓｒのうちの１種類以上が０．０００
５〜０．００５％残部鉄および不可避的不純物よりなる
鋼で、かつ非変形介在物の大きさを２０μ以下とした伸
線繊維組織を有するヘタリ特性に優れた水素脆性の少な
い高強度ばね用鋼線。

（２１Ｃ７０，７０〜１．００％　　Ｓｉ　：　０．５
０〜３．００％Ｍｎ　：　０．２０〜０．１０％　　　
Ｃｒ　：　０．２０〜２．００％Ｐ　：　０．０２５％
以下　　Ｓ　：　０．０１５％以下０　：　０．００５
０％以下　　Ｎ　：　０．００５０％以下Ｃａ＋　Ｍｇ
＋　Ｈａ、　Ｓｒのうちの１種類以上が０．０００５〜
０．００５％残部鉄および不可避的不純物よりなる鋼線
材を９００℃以上に加熱後、５７０℃以上の鉛浴などで
パテンティング処理を行い、ついで鋼中の水素を放出す
るために温度Ｔ　（ｔ）　、時間ｔうな条件で放置もし
くは加熱後、５５％以上の伸線加工を行い非変形介在物
の大きさを２０μ以下とした伸線繊維組織を有すること
を特徴とする高強度ばね用ｍ線の製造方法である。

従来の高炭素低合金鋼はＣを高めた上に炭化物形成傾向
の強いＣｒ、　Ｖ、　Ｗを添加したり、パーライト変態
を遅（し、かつミクロ偏析しゃすいＭｎを複合添加して
いた。そのため伸線加工性を著しく阻害していた。これ
を防止するためＭｎを低（抑え、合金元素としてはＳｉ
とＣｒを組合わせた。炭化物を形成しないＳｉと炭化物
形成元素を組合わせることにより伸線加工性の悪化が防
止できた。ＳｒとＣｒの組合わせにより耐熱性とへクリ
特性が一段と向上することがわかった。

ばね用途では疲労が重要視される。低合金鋼では非変形
介在物が疲労の起点となり疲労寿命を著しく悪化させる
。非変形介在物を極力少なくするために０規制を行い、
かつＣａｔ　Ｍｇ＋　Ｂａ、　Ｓｒの微量添加が有効で
あることを見出した。これにより酸化物系介在物が変形
しやすくなり２０μ以上のものは出現しなくなるととも
に変形介在物の硫化物サイズが小さくなる。Ｓ規制によ
りこの効果は顕著となる。疲労寿命はクラックの伝播に
より決定されるがこの伝播速度を小さくするためにＰ規
制を行なった。歪取焼鈍時の歪時効起因の靭性劣化防止
のためＮ規制を行なった。Ｐ、Ｓの規制により一段と効
果がある。

従来種々の低合金鋼が開発されたが工業的に利用されな
かった理由について研究を行なった結果、重要な事実が
判った。

パテンティング条件とパテンティング後から伸線までの
時間である。パテンティングの際の加熱温度については
従来あまり重要視されていなかった。低合金鋼ではでき
る限り低い温度でオーステナイト変態後直ちに鉛浴に焼
入れパーライト変態を行うのがよいとされていた。オー
ステナイト化後結晶粒の成長が起こり、パーライト変態
後の絞りが低下すると考えられていたためである。一般
炭素鋼の場合には問題なかったが、低合金鋼では非常に
問題があることがわかった。オーステナイト化温度が低
いと絞りは高いが、１μ以下はとんどの場合０．１〜０
．２μ程度の未溶解炭化物が残存する。この微小な未溶
解炭化物が残存すると伸線後の歪取焼鈍により靭性が極
端に悪化する。伸線後の繊維組織を詳細に研究すること
によりこの事実を発見した。そのためパテンティング時
の加熱温度を高くする必要性を見出した。更にパーライ
ト組織でも恒温変態温度が低いとパーライトラメラ−組
織が不整列で十分な伸線加工性が確保できない、それ故
、恒温変態温度規制を行なった。

このようにパテンティング時の加熱温度を高くするとパ
テンティング直後の絞りは低いが徐々に回復することを
見出した。これは加熱時の水素吸収によるものである。

炭素鋼ではほとんど無視できるが低合金鋼で顕著である
。低合金鋼ではパテンティング処理後、この放置もしく
は加熱処理を行なわないと絞りが３０％以上にならない
。長年の研究により温度Ｔ　（”Ｃ）　、時間ｔ　（ｈ
ｒ）としてくは加熱する必要があることがわかった。２
０℃で２５ｈｒ以上の放置処理である。温度を上げるこ
とによって時間短縮が可能である。

鉛パテンテイング材を伸線加工して所定強度を出すが鉛
浴温度の下限規制を行なっているので引張強さが低く５
５％以上の伸線加工を行なわないとピアノ線８種５ＷＰ
−Ｂと同等以上の引張強さを確保できない。上記の鉛浴
は塩浴等いずれでも良い。

また、この伸線加工により繊維組織が形成され、成分系
の効果と組合わされヘタリ特性が優れかつ水素脆性の少
ない高強度ばね用鋼線となる。

以上が本発明の基本思想である。

次に本発明の化学成分、非変形介在物、パテンティング
条件、パテンティング後の処理条件、伸線条件の限定理
由について説明する。

Ｃは強度、ミクロ組織の基本的元素である。含有量が０
．７０％未満では５ＷＰ−Ｂと同等以上の引張強さのば
ね用鋼線の製造は不可能であるので、Ｃ００７０％以上
とした。Ｃが１．００％超となるとＳｔ。

Ｃｒ添加鋼であっても網目状セメンタイト起因の伸線加
工時の断線を防止できないのでＣ１，００％以下とした
。

次に８１であるがフェライトの硬化作用が顕著となるの
はＳｔ　Ｏ，５０％以上である。しかし３．００％超と
なるとどのようなパテンティング条件を採用しても絞り
３０％以上出すことは不可能であり、伸線加工がむずか
しい。

Ｍｎは熱間脆性を防止する元素であり、０．２０％以上
ないと表面疵の発生を防止できない。また、強度を確保
する元素であり０．２０％未満であると高張力化を阻害
する。Ｍｎはパーライト変態を遅くするとともにミクロ
偏析しやすい、それ故、５分以内の鉛浴保持時間でミク
ロ偏析部を含めてパーライト変態が終了可能なＭｎ　Ｏ
，７０％以下とした。

Ｐは疲労におけるクランク伝播速度を小さくする効果が
顕著となるＰ　０．０２５％以下とした。

Ｓは熱間脆性の防止とＣａ＋　Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｓｒの
添加により硫化物サイズの微細化が期待できるようにＳ
Ｏ，０１５％以下とした。

０はＣａ、　Ｍｇ＋　Ｂａ、　Ｓｒの添加により変形介
在物に改質可能なｏ、ｏｏｓｏ％以下とした。これによ
り非変形介在物が２０μ以下となる。

Ｃａ、　Ｍｇ、　Ｈａ、　Ｓｒであるがこれらはいずれ
もＯ５Ｓとともに反応する元素であり、効果も同じであ
る。それ故、１種添加も複合添加も同等に扱える。

また微量添加で著効を発揮する。多量添加すると有害な
Ｃａｏ、　ＭｇＯ，Ｂａｄ、　ＳｒＯの巨大非変形介在
物を生成する。Ｓ、０の同時規制下で有効である。酸化
物系介在物の変形化を促進し、２０μ以上の非変形介在
物の生成を抑制し、かつ硫化物サイズを小さくするため
には０．０００５％以上必要である。

ｏ、ｏｏｓ％超であると疲労の起点となる２０μ以上の
巨大な非変形介在物が出現する。このように微ｆｆｉ調
整が重要ポイントである。この成分系の鋼線材をパテン
ティングする際、加熱温度を９００℃以上としないと未
溶解炭化物の発生は防止できない。

更に鉛浴温度５７０℃以上でないと伸線加工性の良好な
整った形状の微細パーライト組織とならない、このよう
なパテンティング条件を行なっても直後の絞りは２０〜
３０％である。パチンティグ後、加熱時に吸収した水素
を放置もしくは加熱処理により放出する必要がある。こ
の放置処理により絞りが３０％以上となる。水素の放出
には温度と時間が重要なパラメーターであることがわか
った。研究の結果、温度Ｔ　（’ｔ’）　、時間ｔ　　
（ｈｒ）めるのに最も適しているパラメーターであるこ
とがわかった。温度、時間を変えた試験によりこのパラ
メーターが２５以上であれば確実に絞りが３０％以上に
なった。それ故、パラメーターＫを２５以上に限定した
。Ｋが大きくなればなるほど絞りは回復するが５００程
度で飽和する傾向が見られる。この放置もしくは加熱処
理は伸線後のばね特性にも影響を及ぼすので極めて重要
である。パテンティング後放置もしくは加熱処理をする
ことが必要であり、伸線後の放置もしくは加熱では絞り
は回復しない。

伸線加工によりパテンティング材は冷間加工され引張強
さが上昇する。高炭素低合金鋼でも５５％以上の伸線加
工を行わないとピアノ線Ｂ　ｌｌｓｗｐ−Ｂと同等以上
の高強度ばね用鋼線の製造は不可能である。

〔実施例〕

次に本発明にかかる実施例を示す、実施例１は成分の影
響を見たものである。第工表に本発明鋼および比較鋼の
化学成分を示す、第２表にはばね用鋼線の特性一覧表を
示す、いずれも９．０龍φ線材を９５０℃加熱後、５９
０℃鉛浴に焼入れし、２０″Ｃ″′？：！４８ｈｒ放置
した。Ｋ−４８である。その後伸線した。伸線各段の減
面率はいずれも約２０％とし、４．Ｑｍｍφ（減面率８
０％）まで伸線した。

伸線後歪取のため３５０℃ｘ３０ｍｉｎ加熱を行なった
。ねじり試験はスパン長４００ｍ（ｊｌ＝１００ｄ）で
行なった。未溶解炭化物の有無はねじり試験後の破面よ
り縦断面サンプルを切出し走査電子顕微鏡で１万倍以上
の倍率でチェックした。疲労試験は中村式回転曲げ疲労
試験機を用いてＳ−Ｎ曲線を書いて疲労限を求めた。ま
た有限疲労寿命域での破面をチェックし非金属介在物の
有無をチェックした。耐熱性の評価のために３５０℃で
、１０００ｈｒ加熱後の引張強さ残存率を調査した。引
張である。

第１表において記号Ａ−Ｃが本発明鋼であり、Ｄ−Ｋが
比較鋼である０本発明鋼はいずれも引張強さが２００　
ｋｇｆ　７ｍ”以上、ねじり回数２０回以上、疲労限４
０ｋｇｆ　／鰭”以上である。比較鋼はいずれも引張強
さは２００ｋｇｆ／ｗ”以上であるが、ねじり回数が２
０回以下、疲労限が４０ｋｇｆ／ｍｍ”以下である。ま
たｖ、Ｗの入ったＪ。

Ｋについては未溶解炭化物が見られねじり回数が極めて
低くなっている。０の高いＥ、　Ｃａ、　Ｍｇ＋　Ｂａ
。

Ｓｒがｏ、ｏｏｓｏ％以上のＨ，０，０００５％未満の
Ｉについては疲労破面に２０μ以上の非変形介在物が検
出され、疲労限が低くなっている。Ｊ、には５ｉ−Ｃｒ
系でないこともあり引張強さ残存率が９０％以下である
。また、本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃより製造したばねにクロム
電気めっきを行なったが水素脆性による折損は発生しな
かった。

実施例２は伸線条件の影響を見たものである。

使用した線材の化学成分はＣ１，８５％、Ｓｉ：０．９
９％、Ｍｎ：０．５１％、Ｐ　：　０．０１０％、Ｓ：
０．００５％、Ｏ：　０．００２０％、Ｎ　：　０．０
０３０％、Ｃａ：０．０００８％、Ｍｇ　：　０．００
０５％である。９．Ｏｍ＊φ、５．８鶴φ線材を利用し
て伸線条件とばね用１線特性を調査した。４．　Ｏｎφ
に伸線後の調査方法は実施例１と同じである。ｂ、ｒ、
ｇが本発明鋼である。

これは加熱温度９００℃以上、鉛浴温度５７０℃以上の
パテンティングであり、かつパテンティング後伸線まで
に２５以上の放置処理をしている。

４、　Ｏｖｘφまでの減面率も８０％である。歪取焼鈍
後の引張強さも約２００　ｋｇｆ　／　ｎｉ”であり、
ねじり回数２０回以上、疲労限４０ｋｇｆ／＊＊ｚ以上
である。ａ、ｃ、ｄ、ｅ、ｈが比較鋼である。ａは加熱
温度が８５０℃と低く未溶解炭化物が出現しねじり回数
が極めて低い。Ｃは鉛浴温度が５６５℃と低いため引張
強さは高いが、ねじり回数が低い。

また疲労限も３０ｋｇｆ／冨ｍ”と低下している。ｄ。

ｅはパテンティング後の放置処理が少ないためねじり回
数が２０回以下である。ｈはパテンティング条件は満足
しているが、伸線加工度不足のため引張強さが１８０　
ｋｇｆ　／＋ｎ”であることと疲労限が３５　ｋｉｒｆ
　／　龍”と目標に達していない。

実施例３は減面率をかえて引張強さの異なるばね用鋼線
としての性能を試験したものである。使用した線材の化
学成分は、 Ｃ：　０．８７％、 Ｓｉ：１．０１％、 Ｍｎ：０．４６％、 Ｐ　：　０．０２０％、 Ｓ　：　０．００７％、 ０　：　０．００３０％、 Ｎ　：　０．００３９％、 Ｃａ　：　０．０００２％、 Ｍｇ　：　０，０００５％ である。線材径は１１．Ｏｎ、１０．０鶴、９．　Ｏｔ
ｍ及び８．０鰭の４種類を用いて４．　Ｏｍｎに伸線加
工した。

このときのパテンティング条件、放置時間及びそれぞれ
４種の伸′ｆａ減面率、引張強さ、ねじり回数等を第４
表に示した。これから判るように５ＷＰ−８４，０鶴の
引張強さが１８５〜２００　ｋｇｆ　／　＋ｕ”に対し
、この中間レベルから更に高強度が得られていることが
判る。また、ねじり回数は伸線減面率８４％まではＪＩ
Ｓ規格で定められている２０回を満足するも、これ以上
の減面率では急激に減少している。

次に、ばねとしての性能を確認するため昇温状態での耐
ヘタリ性及びばね耐久試験における時間強度と、このと
きの耐ヘタリ性の試験を行った。

ばね加工は汎用の自動成形機を用い第５表に示すばね仕
様で成形し、端面研削及び低温歪取焼鈍を施した。この
とき、高強度であるにも拘らず成形性の不具合、加工時
の折損等のトラブルは全くなく良好なばねの加工ができ
た。ばねの試験のうち、昇温時の耐ヘタリ性の確認のた
め、長時間加熱締付試験を行った。このときの条件とし
て、ばね成形後３６０℃、２０分の低温歪取焼純の後、
端面研削を施した。試験は締付応カフ　０　ｋｔｆ　／
　ａｍ”　一定として、熱風循環炉中で１５０℃、２０
０℃及び２５０℃で６４ｈｒの長時間加熱締付けを行い
、そのときの残留せん断歪を測定した。その結果、第１
図に示すように残留線断歪は引張強さレベルにより差は
あるが実用化されている５ｈｐ−ａよりも著しく優れ高
温になるほど差があり、２５０℃の場合で約５０％と少
く、本鋼種の特長が現われている。

次に、ばねとしての耐久性能の確認のため、ばね疲労試
験機を用いて１８００ｒ、　ｐ、ｍ、で試験を行った。

供試ばねは前記と同じばね仕様のばねを用いた。

低温歪取り焼鈍は３６０℃から４２０℃までの４条件を
選び、加熱時間はいずれも２０ｍ１ｎ、とした。

試験条件は平均応力を６０ｋｇｆ／龍”として、応力振
幅をかえて試験した。それぞれの応力振幅での試験本数
は４本として折損するまでの回数を調べた。なお、１０
’回まで折損しないばねはこの回数で中止し、残留せん
断歪を調べた。

また、各ばね共低温歪取焼鈍後ショットピーニングを施
し、更に２５０℃Ｘ　ｌ　５ｍ１ｎの低温歪取焼鈍を行
ったが、いずれの装置も汎用の設備、通常の条件である
。但し、ショツト粒は０．６０　鶴カフトワイヤを用い
、アークハイト０．３５１ｓ八、カバレージ９０％以上
でありだ。そこで、本発明鋼の特長をみるための比較鋼
線として、高強度弁ばね用ピアノ線（ばね技術研究金線
、ばね論文集２５号、線径４．０璽嘗、引張強さ１８９
ｋｇｆ／富１２゜３６０℃Ｘ　２０ｎ＋ｉｎ、の低温歪
取焼鈍を施す）に対し、４種類の引張強さのものいずれ
も１０７回における耐久限（以下、単に耐久限とする）
が優れていることが判る（第２図）。また、耐久限で試
験を停止した未折損ばねの残留せん断歪と応力振幅の関
係を引張強さ別にみると第６表の如くなり、比較材の同
応力レベルと比較すると、およそ１０分の１とばねのへ
クリ特性に著しく特長が現われている。

第　６　表　　ばね疲労試験、１０″回後の残留せん断
歪実施例４は細径で高強度を目的としたばね用鋼線で特
に、耐ヘタリ性を重視し、高応力下での時間強度を必要
とするような場合である。成分は実施例３と同じもので
、線径７．０　ｍｍでパテンティングを施し、前記実施
例にあるような放置を行って２．　Ｏｍｍに伸線した。

このときのパテンティング条件、放置時間及び伸線減面
率を第７表に示した。

その結果を第８表に示すように引張強さ２７１　ｋｇｆ
／鶴２、ねじり回数２１回のものが得られた。このよう
に５ＷＰ−Ｂ　　（２０５〜２２５　ｋｇｆ／ｍ”　）
を大幅に上回り、靭性もある高強度鋼線が得られた。

これを第９表に示す圧縮ばねを製作し、ばねの疲労試験
を行った。実施例３と同様に汎用の自動成形機を用いて
ばね加工を行ったが高強度であるにも拘らず折損等のト
ラブルはみられなかった。疲労試験は、端面研削処理後
、４００℃で１５分の低温歪取焼鈍を行ったのち、ショ
ットピーニングを施し、更に、低温焼鈍を２２５℃Ｘ　
１１０ｍ１ｎ。

行った。ショットピーニング条件は、０．６０鰭カツト
ワイヤーを用い、アークハイト０．３５ｍＡ、カバレー
ジ９５％以上とした。疲労試験は平均応力８０ｋｇｆ／
鶴２、応力振幅４５ｋｇｆ／龍２で実施し、平均寿命で
６Ｘ１０’、５Ｘ１０’時での平均残留せん断歪は０．
００８％であった。

第　　　９　　　表 実施例５は本鋼種が耐熱、耐ヘタリ性を有して、かつめ
っきが可能な冷間引抜鋼線としての例である。一般にば
ね鋼線のうち、ステンレスａＵＳを除いて炭素ｓｕｍや
低合金鋼線の場合、その欠点である耐食性の改善のため
にばね加工後めっきの必要性が生ずる。現在この目的の
ためピアノ線や硬鋼線にばばね加工後電気亜鉛めっきが
最も一般的に実施されている。しかし、耐熱性、耐ヘタ
リ性を有して、かつ高強度材としては５ｉ−Ｃｒ鋼オイ
ルテンパー線（ＳＷＯ５Ｃ−Ｖ　）が最も一般的である
が、これを耐食性改善のために、やむを得ずめっきを施
して使用している例がある。周知の如くオイルテンバー
線は熱処理鋼線であるが故に、めっき前処理、電気めっ
き工程を通じて水素脆性が生じ易く一般には避けるべき
であるとＪＩＳでも解説されている。

このことは現在、耐熱性、耐ヘタリ性を有している材料
でばね加工後の電気めっきが実用的に可能な材料はない
ことを示している。即ち低合金鋼でかつ高強度であり、
ピアノ線８種と同等又はそれ以上の引張強さをもつ高強
度材が実用化されていないことによる。そこで、本鋼種
を用いて電気めっきを施したばねの疲労試験によりめっ
き脆性の確認を行った。

供試材は、実施例３で示した最も引張強さの高い２２０
ｋｇｆ／ｗ”材について試験した。これは高強度材程め
っきの影響が顕著に現われることを予想したものである
。実施例３で示したばね仕様でばね成形加工後、同条件
で低温歪取焼鈍を施したばねを供試材とした。この供試
ばねの亜鉛めっき工程は第３図に示すように、現在実用
化されている厚めつきである１０μを目的に亜鉛めっき
を施して後、試験を行った。比較材として、めっき脆性
の確認のため、めっきを施さない低温歪取焼純のままの
ばねを用いた。結果は第４図に示す如く疲労限に差はな
く、現在実用化されているピアノ線や硬鋼線と同じ傾面
であって十分実用に耐え得ることが判る。

実施例５は実施例４で述べたオイルテンパー線との比較
で、如何にめっき脆性がな（高応力に耐えるばねの実用
化が可能であるかを試験したものである。比較ｍ線は、
現在量も大径で高強度が得られ実用化されている５ｉ−
Ｃｒ鋼オイルテンパー線とした。現在この５ｔ−Ｃｒ鋼
オイルテンパー線でめっきの要望があるも、めっき脆性
から実用化できず塗装に依存しているのが現状である。

供試材は８．０寵と大径を選んだ。化学成分は実施例３
と同じ調香を使用し、第１０表に示す製造条件で製品化
した。同じ８．０　ｍの比較鋼線としてＳｔ−Ｃｒ鋼オ
イルテンパー’ＩＡ　１８２　ｋｇｆ／ｍ”　、　ｌ：
”アノ！ｓＢ種相当１７５ｋｇｆ／龍２を用いて第５図
に示すばね仕様でばね加工、及びめっきを施した。

なお、めっきの影響をみるため、めっき前後のばねで比
較試験も行った。

試験は、１１００ｒｐで平均応力６０ｋｇｆ／１ｍ”、
応力振幅４５ｋｇｆ／ｗａ”でばねの折損までのくりか
えし回数を求めた。その結果、第６図に示すように冷間
引抜鋼線である本鋼種とピアノ線８種（相当）はめっき
の有無にかかわらず差がないが、オイルテンパー線の場
合めっきによる脆性がみられる。

以上述べてきたように、本発明が如何にすぐれた高強度
ばね用鋼線およびその製造方法であるかがわかる。本発
明によれば、成分系ばかりでなくパテンティング条件、
パテンティング後の放置もしくは加熱処理、伸線加工の
組み合わせにより高炭素低合金鋼でも工業的に安定製造
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋼線と比較鋼線の加熱温度と残留せん断
歪の関係を示したものである。Ａ、Ｂ。 Ｃ，Ｄが本発明鋼線、Ｅ、Ｆが比較鋼線である。 第２図は本発明鋼線と比較鋼線の応力振幅とくりかえし
数の関係を見たものである。Ａ、Ｂ、Ｃ。 Ｄが本発明鋼線、Ｇが比較鋼線である。 第３図は電気亜鉛めっき工程とその条件を示したもので
ある。 第４図は本発明鋼のめっきの有無を比較したＳ−Ｎ線図
である。 第５図はばねの成形からめっき処理までの工程を示した
ものである。 第６図は本発明鋼と比較材として使用した比較鋼線２種
のめっきの有無による時間強度の比較を示したものであ
る。 醜 慎 応力４辰＠　（リシ浜、２）　　　　　　　　　　　区
第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．７０〜１．００％　Ｓｉ：０．５０〜３
   ．００％Ｍｎ：０．２０〜０．７０％　Ｃｒ：０．２０
   〜２．００％Ｐ：０．０２５％以下　Ｓ：０．０１５％
   以下　Ｏ：０．００５０％以下　Ｎ：０．００５０％以
   下　Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒのうちの１種類以上が０．
   ０００５〜０．００５％、残部鉄および不可避的不純物
   よりなる鋼で、かつ非変形介在物の大きさを２０μ以下
   とした伸線繊維組織を有するヘタリ特性に優れた水素脆
   性の少ない高強度ばね用鋼線。
2. （２）Ｃ：０．７０〜１．００％　Ｓｉ：０．５０〜３
   ．００％　Ｍｎ：０．２０〜０．７０％　Ｃｒ：０．２
   ０〜２．００％　Ｐ：０．０２５％以下　Ｓ：０．０１
   ５％以下　Ｏ：０．００５０％以下　Ｎ：０．００５０
   ％以下Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒのうちの１種類以上が０
   ．０００５〜０．００５％、残部鉄および不可避的不純
   物よりなる鋼線材を９００℃以上に加熱後、５７０℃以
   上の鉛浴などでパテンティング処理を行い、続いて鋼中
   の水素を放出するために温度Ｔ（℃）、時間を（ｈｒ）
   としてＫ＝ｔ×Ｔ／２０が２５以上となるような条件で
   放置もしくは加熱後、５５％以上の伸線加工を行い非変
   形介在物の大きさを２０μ以下とした伸線繊維組織を有
   する事を特徴とする高強度ばね用鋼線の製造方法。