JPS6372832A - 成形性の良い酸化皮膜を有するオイルテンパ−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） この発明は、各種のバネ用に使用されるバネ成形性の良
い酸化皮膜を有するオイルテンパー線の製造方法に関す
るものである。

（従来抜術） オイルテンパー線は冷間で曲げ加工やねじり加工により
コイルバネに成形され、弁バネ用等に使用されることが
多い。

このバネの成形（コイリング加工）は線とコイリング用
の工具との間に強いＩ！！ｍを伴う塑性加工であり、こ
のため線と工具との間の摩擦係数が大きいか、または不
安定であると焼付きが起り、バネに疵が生じたり、バネ
の自由長にバラツキが生じたりすることになり、また高
速での生産ができず、生産性が低下したりすることにな
る。この問題はとくに高強度の素材を用いる際に顕著と
なる。

このため冷開成形して用いるオイルテンパー線では線の
潤滑性が重視され、線表面の薄い酸化皮膜はこの潤滑性
に大きく寄与することが知られており、線の長さ方向、
円周方向ともに均一で安定した酸化皮膜を右することが
望まれる。

オイルテンパー線の１造は、ガスもしくは石油系の燃料
と空気との比率を調整した燃焼炉で線を加熱し、オース
テナイト化するのが一般的であるが、この方法では炉中
における線温、加熱時間、雰囲気ガス組成（ＣｏＳＣｏ
２、Ｈ２０、等）の変動の影響を受けやすく、酸化皮膜
の厚さにバラツキが生じたり、局部的に酸化皮膜が剥落
して皮膜が存在しない部分が生じたりする。したがって
このようなオイルランバー線では上記のような摩擦係数
が不安定となる問題があった。

コイリング性の良い鋼線を得る方法として、特１１ｔｌ
［５８−１３０２２６号公Ｎ−（’は、ｍｎを水ｉ気中
で３００〜５７０℃のａａｆａで加熱し、少なくと５２
μ−以上の均一な厚さをもつマグネタイト的を形成させ
てコイリング加工性を向上させる方法が提案されている
。しかしながら、この方法では最終段階で鋼線に皮膜形
成の処理を行うため、熱処理工程が一工程付加されるこ
ととなり、」ストアツブとなること、また少なくとも２
μｍのマグネタイト層を得るためには、５００℃で２０
分程度の処理が必要となるため、この処理により鋼線の
特性に変化が生じ、引張強さが低下する等の問題があっ
た。

（発明の目的） この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたものであり、各種のバネに使用されるバネ成形性の
良い酸化皮膜を安定して有するオイルテンパー線のｖＩ
Ｊ３１＞方法を提供するものである。

（発明の構成） この発明は、オーステナイト域に加熱したｎｔｌ！ｉｌ
を、水蒸気雰囲気中もしくは５％以上の水蒸気を含む窒
素もしくはアルゴン等の中性ガス雰囲気中を通過させる
ことにより線材表面に６ａ／ｉ〜３０ｏ／ｒｄの酸化皮
膜を形成させた後、焼入れ、焼戻しを行うようにしたも
のである。

上関方沫により、Ｉａ材の表面に均一で安定した酸化皮
膜が形成され、加工性の優れたオイルテンパー線が得ら
れる。

（実施例） この発明は、オーステナイト域に加熱された鋼線の表向
に水蒸気雰囲気中もしくは５％以上の水蒸気を含むｇＪ
ｉｉもしくはアルゴン等の中性ガス雰１気中で６ａ／ｌ
ｌ〜３０ｇ／ｍの酸化皮膜を形成させた後、焼入れ、焼
戻しを行うものであり、この加熱オーステナイト化は！
！焼ガス以外のυｌｔＨされた雰囲気中で加熱する。こ
の加熱雰囲気としては、以下のようなものが採用号能で
ある。すなわち、（Ａ）放ｒ）！管を用いて間接的に炉
内雰囲気を加熱する方式、 （Ｂ）燃焼型加熱炉中にパイプを載置し、ワイヤをパイ
プを介して間接的に加熱する方式、（Ｃ）ワイヤを直接
通電もしくは高周波加熱のような電気的な方法により加
熱する方式、がある。

また１記雰囲気としては、水蒸気雰囲気もしくは５％以
上の水蒸気を含む窒素もしくはアルゴン等の中性ガス雰
囲気とし、この雰囲気ガス中で線表面に６ｇ／ＴＩｔ〜
２０ｏ／１１Ｌの酸化皮膜を生成させた侵、通常のよう
に焼入れ、焼戻しを行うことによりコイリングやフォー
ミング加工の際のｙＩＷＩ性に浸れたオイルテンパー線
を得る。

実施例−１ シリコンクロム鋼の線材に表面研削、熱処理、仲ね加工
を庫し、直径４．０＋＋ｍの鋼線とした。［記シリコン
クロム鋼としては、５ＡＥ９２５４（Ｃ：０．５８、Ｓ
ｉ　：１．４５、Ｍｎ：０．６９、Ｃｒ：０．６８）を
用いた。上記伸線加工を行った鋼線を、第１図に示すよ
うな高周波加熱方式を採用したオイルテンパー炉を用い
てオイルテンパー処理した。すなわち、同図において線
１１をペイオフ２から繰出し、ｒＳ周波加熱を利用した
加熱手段３によりオーステナイト化温度まで加熱して保
持炉４中に送り込む。この保持炉４中は、水蒸気もしく
は５％以上の水蒸気を含む窒素もしくはアルゴン等の中
性ガスが供給された′ＢＩＩＩｌ気に保持されており、
この保持炉４中を通過することによって線材１０表面に
酸化皮膜を形成させる。

ついで焼入れ油ＷＩ５を通して焼入れし、高周波加熱を
利用した加熱手段６、焼戻し用保持炉７および水冷１ｆ
１８を通すことによって焼戻しを行った後、巻取り機９
に巻取る。

上記オイルテンパー処理におけるオー・ステナイト化保
持炉４の雰囲気ｔま第１表に丞すように調整した。

上記表において、Ｆｅ５ｒ４はマグネタイトを示す。

試料番号１は酸化皮膜が生成せず、試料番号２は人気雰
囲気であり、スケールが厚く生成し、かつ密ｎ性が悪い
ために一部剥閣し、外観の均一性もよくない。試料番号
６．７は通常の燃焼ガス雰囲気中の加熱であるが、空燃
此等のコントロールにより燃焼１１４＠は行っているが
、温度の維持のための燃焼量の変動等もあって実質的な
加熱雰囲気が変動し、生成する酸化皮膜の皮膜組成、皮
膜量、密羽性、均−性等にバラツキがあり、コイリング
加工の際のｒＡ滑性は必ずしも満足すべきものではない
。

試Ｆｌ１号４．５がこの発明の方法によるものである。

この方法によるものでは、炉外から所定の比率の水蒸気
および中性ガスを供給づることにより雰囲気が：１１整
されるものであるから、常に一定の雰囲気に保たれ、常
に安定してバラツキの小さい酸化皮膜が得られる。

また第１表で作成した各種のワイヤ（直径４゜０ｓｓ）
ｅＤ／ｄ　（バネ径：［１径Ｉｔ）−７，０、コイル巻
数５１／４巻、自由長６〇−一のバネに成形した結果は
第２表に示１通りである。

（以下余白） 第２表 （以下余白） Ｆ２表に示すように、この発明の方法によるものは、従
来法の酸化皮膜の均一性の良いものと同Ｍの擾れた加工
性を４４　シている。

実施例−２ シリコンクロム鋼の線材に表面研削、熱処理、仲ね加工
を庸し、直径４．Ｑｌｍの鋼線とした。上記シリコンク
ロム鋼としては、５ＡＥ９２５４（Ｃ：０．５８、Ｓｉ
　：１．４５、Ｍｎ：０．６９、Ｃｒ：０．６８）を用
いた。上記伸線加工を行った鋼線を、！！焼型加熱か巾
にパイプを載置し、ワイヤをパイプを介して間接的に加
熱する方式を採用したオイルテンパーｔＪｊを用いてオ
イルテンパー処理した。

燃焼型加熱か中に載置されたパイプ中は、５％ＨｚＯと
９５％Ｎ２の混合ガス雰囲気とされ、このパイプ中で線
は常温より１８０秒間加熱され、油焼入後、鉛浴中で焼
戻された。この時のオーステナイト化の加熱炉ｙＡＩｌ
ｌＩは８５０℃である。

このようにして得られたオイルテンパー線はマグネタイ
トを主成分とした酸化皮膜を有し、酸化皮膜色は１８ｏ
／Ｔｄであり、全長にわたり均一である。

このワイヤをＤ／ｄ　（バネ径／ｌｉｔ杼比）−７゜０
、コイル巻数５３／４、自由１％　６０　Ｉｌｍのバネ
に成形したところ、ｉｏ、ｏｏｏａのコイリング後のバ
ネの表面状況は最大１．５μの工具づつ疵であり、コイ
リングの続行が可能で充分なコイリング加工性を示した
。

なお、この酸化皮膜の澁は上記コイリングの結果では６
ｏ／ｍ以上であると、コイリング加工時の工具摩耗や、
焼付きの発生等のｌＦ１題が減少したので、６ｏ／ｄＱ
上であることが必要である。一方、３０ｇ／−を越える
と、コイリング加工時に皮膜が５愚に剥離して機械を汚
染することになり、また皮膜生成による材料の損失も増
加することになり、経済的ではない。したがって、３０
ｇ／ＴＩｔ以下であることが望ましい。

なお、このように酸化皮膜の重量を調整するのは、この
発明の方法では雰囲気中の水蒸気量、雰囲気温度および
Ｉｉｌ温、雰囲気中での保持時間等を選択することによ
り可能ｒある。第２図はこのことを例示するもので、オ
ーステ少イト化温度８８０℃における雰囲気中、水蒸気
量と酸化皮！０稙を示し、曲１１１は保持時間が１００
秒、曲線１２は保持時間が２０秒の場合の特性を示して
いる。

６Ｑ／ＴＩｔの酸化皮膜を得るには、保持時間の長さに
もよるが、実用的処理条ｎ下では５％以上の水蒸気含有
量が必要である。

（ｙｌ明の効果） 以上説明したように、この発明によれば鋼線の強度の低
Ｆはなく、生産性の優れた方法で鋼線の表面に均一で安
定した酸化皮膜が形成され、加工性の優れたオイルテン
パー線が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発１１の実施例を示１工程説明図、第２図
は雰囲気中の水蒸気量等と皮膜Φ量との関係図である。 １・・・線材、３．６・・・高周波を利用した加熱手段
、４・・・オーステナイト化用保持炉、５・・・焼入れ
１ＩｔＩ槽、７・・・焼戻し用保持炉、８・・・水冷槽
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、オーステナイト域に加熱した鋼線を、水蒸気雰囲気
   中もしくは５％以上の水蒸気を含む窒素もしくはアルゴ
   ン等の中性ガス雰囲気中を通過させることにより線材表
   面に６ｇ／ｍ＾２〜３０ｇ／ｍ＾２の酸化皮膜を形成さ
   せた後、焼入れ、焼戻しを行うことを特徴とする成形性
   の良い酸化皮膜を有するオイルテンパー線の製造方法。