KR102274667B1 - Spring manufacturing method - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

스프링 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 스프링 제조방법은: 선재를 열처리하는 단계; 선재를 코일 형태의 스프링으로 성형하는 단계; 스프링을 풀림 가공(annealing)하여 스프링의 경도를 가공경화 이전 상태로 돌아가게 하는 단계; 스프링을 사용시와 동일하게 압축한 상태에서 가열하여 스프링의 영구변형을 방지하는 핫셋팅 공정(hot setting)을 수행하는 단계; 스프링의 압축을 해제한 상태에서 스프링을 가열하고, 스프링에 숏(shot)을 분사하여 스프링 표면의 소성변형을 증대시키는 온간 숏피닝 공정(shot peening)을 수행하는 단계; 및 스프링을 압축한 상태에서 스프링에 숏을 분사하여 스프링의 압축 잔류 응력을 증대시키는 스트레스 숏피닝 공정(stress shot peening)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a method for manufacturing a spring. The spring manufacturing method of the present invention comprises: heat-treating a wire rod; forming the wire rod into a coil-shaped spring; Annealing the spring to return the hardness of the spring to a state before work hardening; performing a hot setting process to prevent permanent deformation of the spring by heating the spring in the same compressed state as in use; Heating the spring in a state in which the compression of the spring is released, and performing a warm shot peening process of increasing the plastic deformation of the spring surface by spraying a shot to the spring; and performing a stress shot peening process of increasing the compressive residual stress of the spring by spraying a shot to the spring in a compressed state.

Description

스프링 제조방법{SPRING MANUFACTURING METHOD}Spring manufacturing method {SPRING MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 스프링 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스프링 표면의 압축 잔류 응력을 증대시킴에 따라 스프링의 내구성을 향상시킬 수 있는 스프링 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a spring manufacturing method, and more particularly, to a spring manufacturing method capable of improving the durability of the spring by increasing the compressive residual stress on the surface of the spring.

일반적으로 차량에는 차량의 충격을 흡수할 수 있도록 서스펜션 장치가 설치된다. 서스펜션 장치에는 스프링이 설치된다. 스프링이 수축 및 신장을 반복함에 의해 스프링의 하부가 로어 시트(lower seat)와 반복적으로 접촉된다. 스프링의 하부가 로어 시트와 반복적으로 접촉됨에 따라 스프링의 하부에는 이물질에 의해 부식홈이 형성될 수 있다. 부식홈을 기점으로 스프링에서 크랙이 진행된다. 따라서, 스프링에 부식홈이 형성되더라도 스프링에서 크랙의 진행을 억제하거나 지연시키는 것이 요청된다. In general, a suspension device is installed in a vehicle to absorb a shock of the vehicle. A spring is installed in the suspension device. As the spring repeats contraction and extension, the lower portion of the spring is repeatedly contacted with a lower seat. As the lower part of the spring repeatedly contacts the lower seat, a corrosion groove may be formed in the lower part of the spring by foreign substances. The crack proceeds from the spring with the corrosion groove as the starting point. Therefore, even if the corrosion groove is formed in the spring, it is required to suppress or delay the progress of cracks in the spring.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2014-0050880호(2014. 04. 30 공개, 발명의 명칭: 원심력 쇼크 업쇼버)에 개시되어 있다.
The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2014-0050880 (published on April 30, 2014, title of the invention: Centrifugal Shock Absorber).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 스프링 표면의 압축 잔류 응력을 증대시킴에 따라 스프링의 내구성을 향상시킬 수 있는 스프링 제조방법을 제공하는 것이다.
The present invention was created to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a spring manufacturing method capable of improving the durability of the spring by increasing the compressive residual stress on the surface of the spring.

본 발명에 따른 스프링 제조방법은: 선재를 열처리하는 단계; 상기 선재를 코일 형태의 스프링으로 성형하는 단계; 상기 스프링을 풀림 가공(annealing)하여 상기 스프링의 경도를 가공경화 이전 상태로 돌아가게 하는 단계; 상기 스프링을 사용시와 동일하게 압축한 상태에서 가열하여 상기 스프링의 영구변형을 방지하는 핫셋팅 공정(hot setting)을 수행하는 단계; 상기 스프링의 압축을 해제한 상태에서 상기 스프링을 가열하고, 상기 스프링에 숏(shot)을 분사하여 상기 스프링 표면의 소성변형을 증대시키는 온간 숏피닝 공정(shot peening)을 수행하는 단계; 및 상기 스프링을 압축한 상태에서 상기 스프링에 숏을 분사하여 상기 스프링의 압축 잔류 응력을 증대시키는 스트레스 숏피닝 공정(stress shot peening)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A spring manufacturing method according to the present invention comprises: heat-treating a wire rod; forming the wire rod into a coil-shaped spring; returning the hardness of the spring to a state before work hardening by annealing the spring; performing a hot setting process to prevent permanent deformation of the spring by heating the spring in the same compressed state as when used; performing a warm shot peening process of heating the spring in a state in which the compression of the spring is released, and spraying a shot to the spring to increase plastic deformation of the spring surface; and performing a stress shot peening process of increasing the compressive residual stress of the spring by spraying a shot to the spring in a compressed state.

상기 온간 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는, 상기 스프링이 190-210℃로 가열될 수 있다.In the step of performing the warm shot peening process, the spring may be heated to 190-210 ℃.

상기 스트레스 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는, 상기 스프링이 길이방향으로 45-55% 압축된 상태에서 상기 스프링에 숏을 분사할 수 있다.In the step of performing the stress shot peening process, a shot may be sprayed onto the spring in a state in which the spring is compressed by 45-55% in the longitudinal direction.

상기 스트레스 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는, 상기 스프링이 20-30℃로 냉각된 상태에서 상기 스프링에 숏이 분사될 수 있다.In the step of performing the stress shot peening process, a shot may be sprayed onto the spring while the spring is cooled to 20-30°C.

상기 선재를 열처리하는 단계는, 상기 선재를 900-1100℃로 가열한 후 냉각시키는 ??칭 공정을 수행하는 단계; 및 ??칭된 상기 선재를 490-510℃로 가열하는 템퍼링 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
The heat treatment of the wire rod may include heating the wire rod to 900-1100° C. and then performing a quenching process of cooling; and performing a tempering process of heating the quenched wire rod to 490-510°C.

본 발명에 따르면, 스프링이 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 순차적으로 거침에 의해 스프링 표면에서 압축 잔류 응력이 증가되므로, 스프링에서 크랙이 진행되는 것을 억제 또는 지연시킬 수 있다. According to the present invention, since the compressive residual stress is increased on the surface of the spring by sequentially passing the warm shot peening and the stress shot peening of the spring, it is possible to suppress or delay the progress of cracks in the spring.

또한, 본 발명에 따르면, 스프링에서 크랙이 진행되는 것을 억제 또는 지연시킬 수 있으므로, 스프링의 수명을 연장시키고, 스프링의 파손을 방지할 수 있다.
In addition, according to the present invention, since it is possible to suppress or delay the progress of cracks in the spring, it is possible to extend the life of the spring and prevent breakage of the spring.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링의 압축 잔류 응력을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 12mm 인 스프링의 한계 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 14.2mm 인 스프링의 한계 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 12mm 인 스프링의 치핑 부식 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 14.2mm 인 스프링의 치핑 부식 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the compressive residual stress of the spring manufactured by the spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the results of a limiting endurance test of a spring having a wire diameter of 12 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of a limiting endurance test of a spring having a wire diameter of 14.2 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the chipping corrosion endurance test results of a spring having a wire diameter of 12 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the chipping corrosion endurance test results of a spring having a wire diameter of 14.2 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스프링 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 스프링 제조방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, an embodiment of a spring manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the process of explaining the spring manufacturing method, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.1 is a flowchart illustrating a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 따르면, 선재를 가공하여 표면 압축 잔류 응력이 우수한 스프링을 제조한다. 표면 압축 잔류 응력은 스프링의 표면에 근접한 부분이 압축되도록 하는 내부 응력(internal stress)을 의미한다. Referring to FIG. 1 , according to the method for manufacturing a spring according to an embodiment of the present invention, a spring having excellent surface compressive residual stress is manufactured by processing a wire rod. The surface compressive residual stress refers to an internal stress that causes a portion close to the surface of the spring to be compressed.

선재가 고주파에 의해 열처리된다(S11). 선재의 열처리 공정은 ??칭 공정(quenching)과 탬퍼링 공정(tempering)을 포함한다. ?봬? 공정에서는 선재가 대략 900-1100℃의 온도로 일정한 시간 동안 가열된 후 상온(대략 25-30℃ 정도)에서 30초 정도 급속 냉각된다. 선재가 ??칭됨에 따라 경화되어 취성이 증가된다. 탬퍼링 공정에서는 ??칭된 선재가 대략 490-510℃ 정도로 30-60초 동안 가열된 후 급속 냉각된다. 이때, 선재는 490-510℃ 정도로 고온 탬퍼링되므로, 기계부품으로 사용될 수 있을 정도로 충분한 인성을 갖는다. 탬퍼링 공정에서는 ??칭에 의해 형성된 불안정한 조직을 안정한 조직으로 변태시킴과 아울러 잔류 응력을 감소시킨다.The wire rod is heat-treated by high frequency (S11). The heat treatment process of the wire rod includes a quenching process (quenching) and a tempering process (tempering). ? In the process, the wire rod is heated at a temperature of about 900-1100°C for a certain period of time and then rapidly cooled at room temperature (about 25-30°C) for about 30 seconds. As the wire is quenched, it hardens and brittleness increases. In the tempering process, the quenched wire rod is heated to about 490-510° C. for 30-60 seconds and then rapidly cooled. At this time, since the wire rod is tempered at a high temperature of about 490-510° C., it has sufficient toughness to be used as a mechanical part. In the tampering process, an unstable structure formed by quenching is transformed into a stable structure and residual stress is reduced.

열처리된 선재는 코일 형태의 스프링으로 성형된다(S12). 이때, 열처리된 선재는 충분한 인성을 가지므로, 코일 형태의 스프링으로 용이하게 성형될 수 있다. The heat-treated wire rod is formed into a coil-shaped spring (S12). At this time, since the heat-treated wire rod has sufficient toughness, it can be easily formed into a coil-shaped spring.

스프링을 풀림 가공(annealing)하여 스프링의 경도를 가공경화 이전 상태로 돌아가게 한다(S13). 풀림 공정에서는 스프링을 대략 350-390℃ 정도로 대략 1시간 정도 가열한 후 상온으로 서냉한다. 풀림 가공된 스프링은 잔류 응력이 제거되고, 연성 및 인성이 증가되며, 금속조직이 미세구조로 변태된다. By annealing the spring, the hardness of the spring returns to the state before work hardening (S13). In the annealing process, the spring is heated to about 350-390°C for about 1 hour and then slowly cooled to room temperature. In the annealed spring, residual stress is removed, ductility and toughness are increased, and the metal structure is transformed into a microstructure.

풀림 가공된 스프링은 스프링 사용시와 동일한 길이로 압축된다. 사용시와 동일한 길이로 압축된 스프링이 가열됨에 따라 스프링의 영구변형을 방지하는 핫셋팅 공정(hot setting)이 수행된다(S14). 핫셋팅 공정(스프링 길이 셋팅)에서는 스프링이 대략 180-230℃ 정도로 가열된다. 핫셋팅된 스프링은 사용될 때에 동일한 길이로 셋팅되므로, 스프링이 사용될 때에 길이방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다. 핫셋팅된 압축 스프링은 2차 템퍼링 공정에서 다시 탬퍼링된다.The annealed spring is compressed to the same length as when the spring is used. As the compressed spring is heated to the same length as in use, a hot setting process to prevent permanent deformation of the spring is performed (S14). In the hot setting process (spring length setting), the spring is heated to about 180-230°C. Since the hot-set spring is set to the same length when used, it is possible to prevent deformation in the longitudinal direction when the spring is used. The hot-set compression spring is tempered again in the second tempering process.

핫셋팅된 스프링의 압축을 해제한 상태에서 스프링을 가열하고, 스프링에 숏을 분사하여 스프링 표면의 소성변형을 증대시키는 온간 숏피닝 공정을 수행한다(S15). 여기서, 숏(shot)은 경화된 작은 쇠구슬을 의미한다. 숏은 압축 공기가 분사됨에 따라 압축 공기와 함께 분사된다. In a state in which the compression of the hot-set spring is released, a warm shot peening process of increasing the plastic deformation of the spring surface by heating the spring and spraying a shot on the spring is performed (S15). Here, a shot means a small hardened iron bead. The shot is sprayed with compressed air as the compressed air is sprayed.

온간 숏피닝 공정(shot peening)에서는 스프링이 대략 190-210℃의 온도로 가열된다. 스프링이 고온으로 가열됨에 따라 스프링의 표면에서 금속조직이 활성화되어 금속조직의 결정이 상대적으로 유동적이 되고, 숏이 분사됨에 따라 스프링의 표면에 압축 응력이 가해진다. 스프링의 표면에 압축 응력이 가해짐에 따라 스프링 표면에서 금속조직의 소성변형량이 증대된다. 이때, 스프링의 표면에서 소성변형량이 증대된 상태에서 스프링의 표면에 숏에 의한 압축 응력이 가해지면, 스프링의 표면에서 선재의 중심방향으로 금속조직이 상대적으로 많이 압축된다. 따라서, 온간 숏피닝 공정에서는 스프링의 표면에서 금속조직의 압축률이 증대될 수 있으므로, 스프링 표면의 잔류 압축 응력을 향상시킬 수 있다. In the warm shot peening process, the spring is heated to a temperature of approximately 190-210°C. As the spring is heated to a high temperature, the metal structure is activated on the surface of the spring, and the crystal of the metal structure becomes relatively fluid, and as the shot is sprayed, a compressive stress is applied to the surface of the spring. As compressive stress is applied to the surface of the spring, the amount of plastic deformation of the metal structure on the surface of the spring increases. At this time, when a compressive stress due to a shot is applied to the surface of the spring in a state where the amount of plastic deformation is increased on the surface of the spring, the metal structure is compressed relatively much from the surface of the spring to the center direction of the wire rod. Therefore, in the warm shot peening process, since the compressibility of the metal structure on the surface of the spring may be increased, the residual compressive stress on the surface of the spring may be improved.

온간 숏피닝 공정이 완료된 후, 스프링을 압축한 상태에서 스프링에 숏을 분사하여 스프링의 압축 잔류 응력을 증대시키는 스트레스 숏피닝 공정을 수행한다(S16). 스트레스 숏피닝 공정에서는 스프링이 길이방향으로 대략 45-55% 압축된 상태에서 스프링에 숏을 분사한다. 스트레스 숏피닝 공정에서는 스프링이 20-30℃로 냉각된 상태에서 스프링에 숏이 분사된다.After the warm shot peening process is completed, a stress shot peening process of increasing the compressive residual stress of the spring by spraying a shot to the spring in a compressed state is performed (S16). In the stress shot peening process, a shot is sprayed on the spring while the spring is compressed by approximately 45-55% in the longitudinal direction. In the stress shot peening process, a shot is sprayed onto the spring while the spring is cooled to 20-30°C.

스프링이 길이방향으로 압축된 상태에서는, 스프링의 표면에서 중심방향(깊이방향)으로 압축 응력이 증가된다. 스프링의 표면에서 압축 응력이 증가된 상태에서 숏이 스프링의 표면에 압축 응력을 작용하므로, 스프링의 표면 근처에서 압축 잔류 응력이 증대될 수 있다. When the spring is compressed in the longitudinal direction, the compressive stress increases from the surface of the spring to the center direction (depth direction). Since the shot applies a compressive stress to the surface of the spring in a state in which the compressive stress is increased on the surface of the spring, the compressive residual stress may increase near the surface of the spring.

스프링의 표면에 압축 잔류 응력이 증가되면, 스프링의 표면 강도가 증가됨에 따라 스프링 표면이 손상되더라도 크랙이 진행되는 것을 억제하거나 지연시킬 수 있다.
When the compressive residual stress on the surface of the spring is increased, crack progress can be suppressed or delayed even if the surface of the spring is damaged as the surface strength of the spring is increased.

상기와 같은 스프링 제조방법으로 제조된 스프링을 실험한 결과에 관해 설명하기로 한다.The results of testing the spring manufactured by the spring manufacturing method as described above will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링의 압축 잔류 응력을 도시한 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the compressive residual stress of the spring manufactured by the spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 그래프 A는 2번의 상온 숏피닝 공정을 거친 스프링의 압축 잔류 응력을 나타낸다. 그래프 B는 1번의 온간 숏피닝 공정을 거친 스프링의 압축 잔류 응력을 나타낸다. 그래프 C는 온간 숏피닝 공정과 스트레스 숏피닝 공정을 거친 스프링의 압축 잔류 응력을 나타낸다.Referring to FIG. 2 , graph A shows the compressive residual stress of a spring that has undergone two rounds of room temperature shot peening process. Graph B shows the compressive residual stress of the spring that has undergone one warm shot peening process. Graph C shows the compressive residual stress of the spring after the warm shot peening process and the stress shot peening process.

스프링이 상온에서 2번의 상온 숏피닝 공정을 거친 경우, 스프링의 표면에서 0.1mm 깊이에 위치한 부분에서는 압축 잔류 응력이 대략 1100MPa 정도 된다. 스프링이 대략 200℃ 정도에서 1번의 온간 숏피닝 공정을 거친 경우, 스프링의 표면에서 0.1mm 깊이에 위치한 부분에서는 압축 잔류 응력이 대략 1200MPa 정도 된다. 스프링이 온간 숏피닝 공정과 스트레스 숏피닝 공정을 순차적으로 거친 경우, 스프링의 표면에서 0.1mm 깊이에 위치한 부분에서는 압축 잔류 응력이 대략 1450MPa 정도 된다. 따라서, 온간 숏피닝 공정과 스트레스 숏피닝 공정을 거친 스프링이 1번의 온간 숏피닝 공정을 거친 스프링에 비해 압축 잔류 응력이 250MPa 정도 많이 증가하는 것을 알 수 있다. When the spring is subjected to two rounds of room temperature shot peening at room temperature, the compressive residual stress is approximately 1100 MPa in the portion located at a depth of 0.1 mm from the surface of the spring. When the spring has undergone one warm shot peening process at about 200°C, the compressive residual stress is about 1200 MPa at a portion located at a depth of 0.1 mm from the surface of the spring. When the spring is sequentially subjected to the warm shot peening process and the stress shot peening process, the compressive residual stress is approximately 1450 MPa in the portion located at a depth of 0.1 mm from the surface of the spring. Therefore, it can be seen that the compressive residual stress of the spring that has been subjected to the warm shot peening process and the stress shot peening process is increased by about 250 MPa compared to the spring that has been subjected to the first warm shot peening process.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 12mm 인 스프링의 한계 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the results of a limiting endurance test of a spring having a wire diameter of 12 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 선재 직경이 12mm인 스프링의 한계 내구 평가를 한 그래프를 보면, 2번의 상온 숏피닝을 거친 스프링은 200,000 사이클(Cycle) 정도의 내구성을 보여준다. 1번의 온간 숏피닝을 거친 스프링은 300,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링은 600,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 따라서, 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링이 한계 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다. 한계 내구 평가에서는 스프링을 계속적으로 압축 및 수축함에 의해 내구성을 평가한다.Referring to FIG. 3 , looking at a graph of limiting durability evaluation of a spring having a wire diameter of 12 mm, the spring that has undergone two rounds of room temperature shot peening shows durability of about 200,000 cycles. A spring that has undergone one warm shot peening shows durability of about 300,000 cycles. The spring, which has undergone warm shot peening and stress shot peening, has a durability of about 600,000 cycles. Therefore, it can be seen that the limit durability of the spring that has undergone warm shot peening and stress shot peening is improved. In the limit durability evaluation, durability is evaluated by continuously compressing and contracting the spring.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 14.2mm 인 스프링의 한계 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the results of a limiting endurance test of a spring having a wire diameter of 14.2 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 선재 직경이 14.2mm인 스프링의 한계 내구 평가를 한 자료를 보면, 2번의 상온 숏피닝을 거친 스프링은 400,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 1번의 온간 숏피닝을 거친 스프링은 600,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링은 600,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 따라서, 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링이 2번의 상온 숏피닝을 거친 스프링에 비해 한계 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , looking at the data of limiting durability evaluation of a spring having a wire diameter of 14.2 mm, the spring that has undergone two rounds of room temperature shot peening shows durability of about 400,000 cycles. A spring that has undergone one warm shot peening shows durability of about 600,000 cycles. The spring, which has undergone warm shot peening and stress shot peening, has a durability of about 600,000 cycles. Therefore, it can be seen that the springs that have undergone warm shot peening and stress shot peening have improved marginal durability compared to springs that have been subjected to two rounds of room temperature shot peening.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 12mm 인 스프링의 치핑 부식 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the chipping corrosion endurance test results of a spring having a wire diameter of 12 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 선재 직경이 12mm인 스프링의 치핑(chipping) 내구 평가를 한 그래프에서, 치핑 내구 평가는 스프링의 표면에 흠집을 내고, 스프링의 표면을 부식환경에 노출시켜 흠집이 난 부분을 부식시킨 후에 스프링을 피로 실험한 것이다.Referring to FIG. 5, in a graph that evaluated the chipping durability of a spring having a wire diameter of 12 mm, the chipping durability evaluation made a scratch on the surface of the spring, and exposed the surface of the spring to a corrosive environment to remove the scratched part. After corrosion, the spring was subjected to a fatigue test.

2번의 상온 숏피닝을 거친 스프링은 150,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링은 600,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 따라서, 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링이 부식된 흠집이 형성된 상태에서도 내구성이 상대적으로 높게 나타나는 것을 알 수 있다.The spring, which has undergone two rounds of room temperature shot peening, has a durability of about 150,000 cycles. The spring, which has undergone warm shot peening and stress shot peening, has a durability of about 600,000 cycles. Therefore, it can be seen that the durability is relatively high even in a state in which scratches are formed due to corrosion of the springs that have undergone warm shot peening and stress shot peening.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 제조방법에 의해 제조된 스프링에서 선재 직경이 14.2mm 인 스프링의 치핑 부식 내구 실험 결과를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the chipping corrosion endurance test results of a spring having a wire diameter of 14.2 mm in a spring manufactured by a spring manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 2번의 상온 숏피닝을 거친 스프링은 250,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링은 550,000 사이클 정도의 내구성을 보여준다. 따라서, 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 거친 스프링이 부식된 흠집이 존재하는 상태에서도 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 6 , the spring that has undergone two rounds of room temperature shot peening shows durability of about 250,000 cycles. The spring, which has undergone warm shot peening and stress shot peening, has a durability of about 550,000 cycles. Therefore, it can be seen that the durability is improved even in a state where there is a corroded spring that has undergone warm shot peening and stress shot peening.

상기와 같이, 스프링이 온간 숏피닝과 스트레스 숏피닝을 순차적으로 거침에 의해 스프링 표면에서 압축 잔류 응력이 증가되므로, 스프링에서 크랙이 진행되는 것을 억제 또는 지연시킬 수 있다. 따라서, 스프링의 수명을 연장시키고, 스프링의 파손을 방지할 수 있다.
As described above, since the compressive residual stress on the spring surface is increased by sequentially passing the spring warm shot peening and stress shot peening, it is possible to suppress or delay the progress of cracks in the spring. Accordingly, it is possible to extend the life of the spring and prevent the spring from being damaged.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims.

Claims (5)

고주파 열처리가 가능한 소재로 이루어진 선재를 고주파 열처리에 의해 ??칭하고, ??칭된 상기 선재를 템퍼링하는 과정을 거쳐 상기 선재를 열처리하는 단계;
상기 선재를 코일 형태의 스프링으로 성형하는 단계;
상기 스프링을 풀림 가공(annealing)하여 상기 스프링의 경도를 가공경화 이전 상태로 돌아가게 하는 단계;
상기 스프링을 사용시와 동일하게 압축한 상태에서 가열하여 상기 스프링의 영구변형을 방지하는 핫셋팅 공정(hot setting)을 수행하는 단계;
핫셋팅된 상기 스프링을 다시 탬퍼링하는 단계;
상기 스프링의 압축을 해제한 상태에서 상기 스프링을 가열하고, 상기 스프링에 숏(shot)을 분사하여 상기 스프링 표면의 소성변형을 증대시키는 온간 숏피닝 공정(shot peening)을 수행하는 단계; 및
상기 스프링을 압축한 상태에서 상기 스프링에 숏을 분사하여 상기 스프링의 압축 잔류 응력을 증대시키는 스트레스 숏피닝 공정(stress shot peening)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 제조방법.
Heating the wire rod through a process of quenching the wire rod made of a material capable of induction heat treatment by induction heat treatment, and tempering the quenched wire rod;
forming the wire rod into a coil-shaped spring;
returning the hardness of the spring to a state before work hardening by annealing the spring;
performing a hot setting process to prevent permanent deformation of the spring by heating the spring in the same compressed state as in use;
re-tampering the hot-set spring;
performing a warm shot peening process of heating the spring in a state in which the compression of the spring is released, and spraying a shot to the spring to increase plastic deformation of the spring surface; and
and spraying a shot to the spring in a state in which the spring is compressed to perform a stress shot peening process of increasing the compressive residual stress of the spring.
 제1 항에 있어서,
상기 온간 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는,
상기 스프링이 190-210℃로 가열되는 것을 특징으로 하는 스프링 제조방법.
According to claim 1,
In the step of performing the warm shot peening process,
Spring manufacturing method, characterized in that the spring is heated to 190-210 ℃.
 제1 항에 있어서,
상기 스트레스 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는,
상기 스프링이 길이방향으로 45-55% 압축된 상태에서 상기 스프링에 숏을 분사하는 것을 특징으로 하는 스프링 제조방법.
According to claim 1,
In the step of performing the stress shot peening process,
A method of manufacturing a spring, characterized in that by spraying a shot to the spring in a state in which the spring is compressed by 45-55% in the longitudinal direction.
 제3 항에 있어서,
상기 스트레스 숏피닝 공정을 수행하는 단계에서는,
상기 스프링이 20-30℃로 냉각된 상태에서 상기 스프링에 숏이 분사되는 것을 특징으로 하는 스프링 제조방법.
4. The method of claim 3,
In the step of performing the stress shot peening process,
A spring manufacturing method, characterized in that the shot is injected to the spring in a state in which the spring is cooled to 20-30°C.
 제1 항에 있어서,
상기 선재를 열처리하는 단계는,
상기 선재를 900-1100℃로 가열한 후 냉각시키는 ??칭 공정을 수행하는 단계; 및
??칭된 상기 선재를 490-510℃로 가열하는 템퍼링 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 제조방법.
According to claim 1,
The step of heat-treating the wire rod,
performing a quenching process in which the wire rod is heated to 900-1100° C. and then cooled; and
A spring manufacturing method comprising the step of performing a tempering process of heating the quenched wire rod to 490-510 ℃.
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