JP3142689B2 - 疲労強度の優れたばね - Google Patents
疲労強度の優れたばねInfo
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- JP3142689B2 JP3142689B2 JP05159165A JP15916593A JP3142689B2 JP 3142689 B2 JP3142689 B2 JP 3142689B2 JP 05159165 A JP05159165 A JP 05159165A JP 15916593 A JP15916593 A JP 15916593A JP 3142689 B2 JP3142689 B2 JP 3142689B2
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- nitrogen
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐疲労性に優れたばねに
関し、このばねはとりわけ高い疲労強度が要求される自
動車エンジン弁ばね用などとして有用である。
関し、このばねはとりわけ高い疲労強度が要求される自
動車エンジン弁ばね用などとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の軽量化や高出力化が進む
につれて、エンジンやサスペンション等に使用される弁
ばねや懸架ばね等のばねにおいても、高応力設計が指向
されており、負荷応力の増加に対応するため、耐疲労性
や耐へたり性においても優れたものが強く望まれてい
る。
につれて、エンジンやサスペンション等に使用される弁
ばねや懸架ばね等のばねにおいても、高応力設計が指向
されており、負荷応力の増加に対応するため、耐疲労性
や耐へたり性においても優れたものが強く望まれてい
る。
【０００３】特に弁ばねにおいてはとりわけ高い疲労強
度が要求されており、ＪＩＳに規定されている従来のば
ね鋼のうち疲労強度の優れたＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ
Ｇ３５６６）でも対応が困難になってきた。そこでこう
した問題に対処するため、素材の高強度化に加えて非金
属介在物の小型化等によって疲労強度を高める方法が提
案されている（例えば特開昭６３−２１６９５１号、特
開昭６０−２４７４５３号等）。
度が要求されており、ＪＩＳに規定されている従来のば
ね鋼のうち疲労強度の優れたＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ
Ｇ３５６６）でも対応が困難になってきた。そこでこう
した問題に対処するため、素材の高強度化に加えて非金
属介在物の小型化等によって疲労強度を高める方法が提
案されている（例えば特開昭６３−２１６９５１号、特
開昭６０−２４７４５３号等）。
【０００４】一般的に鋼材の疲労は、材料の表面または
内部に存在する介在物等の欠陥を起点としてクラックが
発生・進展し破壊に至る。ここで、素材を高強度化する
ことにより表面硬さを高めたり、あるいは非金属介在物
を小型化することによって、従来よりも疲労強度の高い
ばねが得られるようになってきた。特に最近では、製鋼
技術の向上によってばね用鋼の介在物量は著しく減少
し、介在物を起点とする疲労破壊の発生は希になってき
ており、疲労破壊が生じる場合はほとんどが表面起点と
なっている。従って、疲労強度を更に向上させるには表
面を強化する必要があるが、合金元素の増量添加によっ
て素材強度を上げるにしても、ばね素線の製造面で限界
がある。そのため、窒化等の表面処理によって表層部の
みを強化する方法が検討され、窒化処理条件を規定した
ばねの製造方法が提案されている（例えば特開昭５２−
１０８３３号、特開昭６３−１７６４３０号等）。
内部に存在する介在物等の欠陥を起点としてクラックが
発生・進展し破壊に至る。ここで、素材を高強度化する
ことにより表面硬さを高めたり、あるいは非金属介在物
を小型化することによって、従来よりも疲労強度の高い
ばねが得られるようになってきた。特に最近では、製鋼
技術の向上によってばね用鋼の介在物量は著しく減少
し、介在物を起点とする疲労破壊の発生は希になってき
ており、疲労破壊が生じる場合はほとんどが表面起点と
なっている。従って、疲労強度を更に向上させるには表
面を強化する必要があるが、合金元素の増量添加によっ
て素材強度を上げるにしても、ばね素線の製造面で限界
がある。そのため、窒化等の表面処理によって表層部の
みを強化する方法が検討され、窒化処理条件を規定した
ばねの製造方法が提案されている（例えば特開昭５２−
１０８３３号、特開昭６３−１７６４３０号等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし本発明者らが種
々研究を行なったところによると、単に窒化処理等を施
すだけでは必ずしも疲労強度の大幅な改善効果が得られ
ないこともあり、例えば窒化条件が同じであっても窒化
後の表面硬さが同じになるとはかぎらず、所要の疲労特
性が得られないこともある。従って、耐疲労性や耐へた
り性において安定した品質のばね製品を得るには、これ
らの特性に及ぼす鋼材の化学成分および窒化処理後のば
ね特性を明確にする必要がある。
々研究を行なったところによると、単に窒化処理等を施
すだけでは必ずしも疲労強度の大幅な改善効果が得られ
ないこともあり、例えば窒化条件が同じであっても窒化
後の表面硬さが同じになるとはかぎらず、所要の疲労特
性が得られないこともある。従って、耐疲労性や耐へた
り性において安定した品質のばね製品を得るには、これ
らの特性に及ぼす鋼材の化学成分および窒化処理後のば
ね特性を明確にする必要がある。
【０００６】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、用いる鋼材の化学成分を
特定すると共に窒化処理後のばね特性を明確にし、それ
により優れた耐疲労性や耐へたり性を安定して発揮し得
る様なばねを提供しようとするものである。
たものであって、その目的は、用いる鋼材の化学成分を
特定すると共に窒化処理後のばね特性を明確にし、それ
により優れた耐疲労性や耐へたり性を安定して発揮し得
る様なばねを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るばねの構成は、重量比で Ｃ：０．４〜０．８％ Ｓｉ：０．８〜４．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：０．４〜３．０％ を含有し、更に Ｖ：０．０５〜０．５０％ Ｎｂ：０．０５〜０．５０％ Ｎｉ：０．２〜２％ Ｍｏ：０．１〜１．０％よりなる群から選ばれる少なく
とも１種の元素を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる鋼を窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内の
窒素量が０．５〜２％、窒素拡散深さが０．０７ｍｍ以
上、内部硬さがビッカース硬さで４７０以上であるとこ
ろに要旨を有するものである。また上記ばねにおいて、
表面あらさ（Ｒｍａｘ）と表面から１０μｍ以内の窒素
量（Ｎｓ）の関係がＲｍａｘ≦１５／Ｎｓであるもの
は、耐疲労性において一層優れた性能を発揮する。
のできた本発明に係るばねの構成は、重量比で Ｃ：０．４〜０．８％ Ｓｉ：０．８〜４．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：０．４〜３．０％ を含有し、更に Ｖ：０．０５〜０．５０％ Ｎｂ：０．０５〜０．５０％ Ｎｉ：０．２〜２％ Ｍｏ：０．１〜１．０％よりなる群から選ばれる少なく
とも１種の元素を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる鋼を窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内の
窒素量が０．５〜２％、窒素拡散深さが０．０７ｍｍ以
上、内部硬さがビッカース硬さで４７０以上であるとこ
ろに要旨を有するものである。また上記ばねにおいて、
表面あらさ（Ｒｍａｘ）と表面から１０μｍ以内の窒素
量（Ｎｓ）の関係がＲｍａｘ≦１５／Ｎｓであるもの
は、耐疲労性において一層優れた性能を発揮する。
【０００８】
【作用】上記の様に本発明では、使用する鋼材の化学成
分を特定すると共に、窒化処理後の表層部の窒素量と窒
素拡散深さおよび内部硬さを特定し、あるいはこれらに
加えて表面あらさと表層部の窒素量との関係を特定する
ことによって、安定した耐疲労性と耐へたり性を確保す
るものであり、以下、それらの設定理由を詳述する。
分を特定すると共に、窒化処理後の表層部の窒素量と窒
素拡散深さおよび内部硬さを特定し、あるいはこれらに
加えて表面あらさと表層部の窒素量との関係を特定する
ことによって、安定した耐疲労性と耐へたり性を確保す
るものであり、以下、それらの設定理由を詳述する。
【０００９】まず、鋼材の化学成分を定めた理由につい
て述べる。Ｃは、高応力が負荷されるばね鋼として十分
な強度を付与するために不可欠の元素であり、０．４％
以上含有させなければならない。しかし、０．８％を超
えると靭延性が極端に劣化しばね成形時に折損し易くな
るので、Ｃ含有量は０．４〜０．８％とする。Ｓｉは、
製鋼時の脱酸に必要であり、しかも窒化処理における軟
化抵抗を上げてばねの内部硬さを確保するのに必要な元
素であり、０．８％未満ではその効果が有効に発揮され
ない。しかし４．０％を超えると靭延性の低下が顕著に
なるので、Ｓｉ含有量は０．８〜４．０％とした。
て述べる。Ｃは、高応力が負荷されるばね鋼として十分
な強度を付与するために不可欠の元素であり、０．４％
以上含有させなければならない。しかし、０．８％を超
えると靭延性が極端に劣化しばね成形時に折損し易くな
るので、Ｃ含有量は０．４〜０．８％とする。Ｓｉは、
製鋼時の脱酸に必要であり、しかも窒化処理における軟
化抵抗を上げてばねの内部硬さを確保するのに必要な元
素であり、０．８％未満ではその効果が有効に発揮され
ない。しかし４．０％を超えると靭延性の低下が顕著に
なるので、Ｓｉ含有量は０．８〜４．０％とした。
【００１０】Ｍｎも鋼の脱酸に有効であり、また焼入れ
性を高めて素線の内部硬さを確保するのに必要な元素で
あるが、０．２％未満ではその効果が不十分であり、一
方２．０％を超えると靭延性が劣化するため、Ｍｎ含有
量は０．２〜２．０％の範囲とした。Ｃｒは、窒化物を
形成し易く窒化による表面硬さの増加に有効であり、且
つ窒化処理における軟化抵抗を上げてばねの内部硬さを
確保するために欠くことのできない元素であり、０．４
％未満ではこれらの効果を十分に発揮させることができ
ない。しかし、３．０％を超えると靭延性が劣化するの
で、その範囲は０．４〜３．０％とした。本発明で用い
る鋼材は上記４元素に加えて、下記の特徴を与えるため
Ｖ，Ｎｂ，ＮｉおよびＭｏよりなる群から選択される少
なくとも１種の元素を含有させることが必要である。
性を高めて素線の内部硬さを確保するのに必要な元素で
あるが、０．２％未満ではその効果が不十分であり、一
方２．０％を超えると靭延性が劣化するため、Ｍｎ含有
量は０．２〜２．０％の範囲とした。Ｃｒは、窒化物を
形成し易く窒化による表面硬さの増加に有効であり、且
つ窒化処理における軟化抵抗を上げてばねの内部硬さを
確保するために欠くことのできない元素であり、０．４
％未満ではこれらの効果を十分に発揮させることができ
ない。しかし、３．０％を超えると靭延性が劣化するの
で、その範囲は０．４〜３．０％とした。本発明で用い
る鋼材は上記４元素に加えて、下記の特徴を与えるため
Ｖ，Ｎｂ，ＮｉおよびＭｏよりなる群から選択される少
なくとも１種の元素を含有させることが必要である。
【００１１】ＶおよびＮｂは、焼入れ・焼戻し等の熱処
理において結晶粒を微細化し、靭延性の向上に寄与す
る。更に窒化処理工程で二次析出強化して内部硬さを高
めると共に、窒化物を形成し易い元素であるため添加さ
れるもので、これらの効果は夫々０．０５％以上含有さ
せることによって有効に発揮される。しかし夫々０．５
％を超えて過剰に含有させると、鋼材の段階で粗大な炭
化物や窒化物を析出し易くなって靭延性に悪影響を及ぼ
す様になる。
理において結晶粒を微細化し、靭延性の向上に寄与す
る。更に窒化処理工程で二次析出強化して内部硬さを高
めると共に、窒化物を形成し易い元素であるため添加さ
れるもので、これらの効果は夫々０．０５％以上含有さ
せることによって有効に発揮される。しかし夫々０．５
％を超えて過剰に含有させると、鋼材の段階で粗大な炭
化物や窒化物を析出し易くなって靭延性に悪影響を及ぼ
す様になる。
【００１２】Ｎｉは、焼入れ・焼戻し後の靭延性の向上
に有効な元素で、また焼入れ性向上効果によって素線の
内部硬さを高める作用も有しており、それらの効果は
０．２％以上含有させることによって有効に発揮され
る。しかし、それらの効果は２．０％で飽和し、しかも
熱間圧延時にベイナイトあるいはマルテンサイト組織が
発生し易くなって靭延性の劣化を招くので、それ以上の
添加はかえって不利益となる。
に有効な元素で、また焼入れ性向上効果によって素線の
内部硬さを高める作用も有しており、それらの効果は
０．２％以上含有させることによって有効に発揮され
る。しかし、それらの効果は２．０％で飽和し、しかも
熱間圧延時にベイナイトあるいはマルテンサイト組織が
発生し易くなって靭延性の劣化を招くので、それ以上の
添加はかえって不利益となる。
【００１３】Ｍｏも、窒化処理時に二次析出強化して内
部硬さを高める作用があり、０．１％以上含有させるこ
とが有効である。しかし、１％を超えると熱処理時にベ
イナイトあるいはマルテンサイト組織が生成し易くなっ
て素線の製造が困難になる。
部硬さを高める作用があり、０．１％以上含有させるこ
とが有効である。しかし、１％を超えると熱処理時にベ
イナイトあるいはマルテンサイト組織が生成し易くなっ
て素線の製造が困難になる。
【００１４】次に、窒化処理後のばねの特性についてそ
の限定理由を説明する。本発明者らは前記従来技術で指
摘した様な問題点に鑑み、上記成分組成を満足する鋼材
を用いた窒化ばねの内部特性と疲労特性の関係について
従来よりも高負荷応力下において研究を重ねた結果、以
下に示す知見を得た。 （１）窒化処理によって表層部の硬さと圧縮残留応力が
増加するが、これらは表層部の窒素量に対応しており、
疲労特性に対して適正な窒素量範囲が存在する。
の限定理由を説明する。本発明者らは前記従来技術で指
摘した様な問題点に鑑み、上記成分組成を満足する鋼材
を用いた窒化ばねの内部特性と疲労特性の関係について
従来よりも高負荷応力下において研究を重ねた結果、以
下に示す知見を得た。 （１）窒化処理によって表層部の硬さと圧縮残留応力が
増加するが、これらは表層部の窒素量に対応しており、
疲労特性に対して適正な窒素量範囲が存在する。
【００１５】そして、窒化処理材の表層から１０μｍ以
内における窒素量が０．５％以上になると表層硬さの増
加が大きく、疲労寿命が著しく向上する。しかし、２％
以上になると表層硬さは更に高くなるが、表面に硬質で
脆弱な窒化物の形成が著しくなるため疲労寿命は逆に低
下することが分かった。そこで本発明では、表層から１
０μｍ以内における窒素量範囲を０．５〜２％と定め
た。ちなみに図１は、表面から１０μｍ以内の窒素量
（Ｎｓ）と内部硬さ、表面硬さ、窒素の拡散深さおよび
疲労寿命の関係を調べた結果をグラフ化して示したもの
であり、上記窒素量（Ｎｓ）を０．５〜２％とすること
によって高い疲労寿命を確保し得ることが分かる。但
し、疲労寿命の試験法は後述する通りである。
内における窒素量が０．５％以上になると表層硬さの増
加が大きく、疲労寿命が著しく向上する。しかし、２％
以上になると表層硬さは更に高くなるが、表面に硬質で
脆弱な窒化物の形成が著しくなるため疲労寿命は逆に低
下することが分かった。そこで本発明では、表層から１
０μｍ以内における窒素量範囲を０．５〜２％と定め
た。ちなみに図１は、表面から１０μｍ以内の窒素量
（Ｎｓ）と内部硬さ、表面硬さ、窒素の拡散深さおよび
疲労寿命の関係を調べた結果をグラフ化して示したもの
であり、上記窒素量（Ｎｓ）を０．５〜２％とすること
によって高い疲労寿命を確保し得ることが分かる。但
し、疲労寿命の試験法は後述する通りである。
【００１６】また、窒素拡散深さが０．０７ｍｍ以上に
なると表層部の圧縮残留応力の増加が著しくなり、疲労
寿命の向上効果が顕著に現われてくる。従って窒素の拡
散深さを０．０７ｍｍ以上と定めたが、約０．５ｍｍで
その効果は飽和するので、窒化処理の生産性を考慮する
と、上限は０．５ｍｍが望ましい。上記の様に表層部が
強化されると、疲労破壊は内部から発生し易くなるが、
これを抑制し全体として高レベルの耐疲労特性を確保す
るには、表面から０．５ｍｍ以上の深さ位置おける内部
硬さをＨｖ４７０以上にすることが必要となる。
なると表層部の圧縮残留応力の増加が著しくなり、疲労
寿命の向上効果が顕著に現われてくる。従って窒素の拡
散深さを０．０７ｍｍ以上と定めたが、約０．５ｍｍで
その効果は飽和するので、窒化処理の生産性を考慮する
と、上限は０．５ｍｍが望ましい。上記の様に表層部が
強化されると、疲労破壊は内部から発生し易くなるが、
これを抑制し全体として高レベルの耐疲労特性を確保す
るには、表面から０．５ｍｍ以上の深さ位置おける内部
硬さをＨｖ４７０以上にすることが必要となる。
【００１７】（２）また、窒化処理後に行なわれるショ
ットピーニング処理の条件によって残留応力や表面あら
さは変化するが、耐疲労特性の一層の向上を図るには、
表層部において８８０Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を
有することが望ましい。しかし、本発明者らが確認した
ところによると、圧縮残留応力の増加を狙って過度のシ
ョットピーニングを施すと、表面粗度が大きくなって疲
労強度は逆に低下する。そしてこの低下度合いは窒素量
が高いほど大きくなり、窒素量に応じて適正な表面粗度
が存在することが分かった。そして種々実験結果から表
面あらさ（Ｒｍａｘ）と表面から１０μｍ以内の窒素量
（Ｎｓ）との関係を整理したところ図２に示す結果が得
られ、Ｒｍａｘ（μｍ）≦１５／Ｎｓとすることによ
り、高レベルの疲労寿命がより安定して得られることが
確認された。
ットピーニング処理の条件によって残留応力や表面あら
さは変化するが、耐疲労特性の一層の向上を図るには、
表層部において８８０Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を
有することが望ましい。しかし、本発明者らが確認した
ところによると、圧縮残留応力の増加を狙って過度のシ
ョットピーニングを施すと、表面粗度が大きくなって疲
労強度は逆に低下する。そしてこの低下度合いは窒素量
が高いほど大きくなり、窒素量に応じて適正な表面粗度
が存在することが分かった。そして種々実験結果から表
面あらさ（Ｒｍａｘ）と表面から１０μｍ以内の窒素量
（Ｎｓ）との関係を整理したところ図２に示す結果が得
られ、Ｒｍａｘ（μｍ）≦１５／Ｎｓとすることによ
り、高レベルの疲労寿命がより安定して得られることが
確認された。
【００１８】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の構成および作
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の
趣旨に適合し得る範囲で変更して実施することも勿論可
能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れる。
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の
趣旨に適合し得る範囲で変更して実施することも勿論可
能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れる。
【００１９】実施例１ 表１に示す化学組成の鋼を熱間圧延により７φｍｍ径の
線材とした後、下記の工程で３．２φｍｍのばね用素線
を作製し、表２に示す諸元のばねを製造した。圧延線材
→焼鈍→皮削り→パテンティング→伸線→焼入れ焼戻し
→ばね成形
線材とした後、下記の工程で３．２φｍｍのばね用素線
を作製し、表２に示す諸元のばねを製造した。圧延線材
→焼鈍→皮削り→パテンティング→伸線→焼入れ焼戻し
→ばね成形
【００２０】
【表１】
【００２１】表１からも明らかである様に、本発明の規
定要件を満たす鋼Ａ１〜Ａ５は、いずれも支障なくばね
状に成形できたが、比較鋼Ｂ３はばね成形中に折損が多
発し、比較鋼Ｂ４は伸線加工中に断線が多発してばね成
形ができなかった。また成形できたばねについて下記の
工程で疲労試験用ばねを作製し、表２に示す条件で疲労
試験を行なうと共に、ばね素線断面内の窒素量分布およ
び硬さ分布を測定した。なお、全試料とも窒化条件およ
びショットピーニング条件は同一とした。結果を表３に
示す。 ばね→歪取り焼鈍→デスケーリング→窒化処理→ショッ
トピーニング→低温焼鈍
定要件を満たす鋼Ａ１〜Ａ５は、いずれも支障なくばね
状に成形できたが、比較鋼Ｂ３はばね成形中に折損が多
発し、比較鋼Ｂ４は伸線加工中に断線が多発してばね成
形ができなかった。また成形できたばねについて下記の
工程で疲労試験用ばねを作製し、表２に示す条件で疲労
試験を行なうと共に、ばね素線断面内の窒素量分布およ
び硬さ分布を測定した。なお、全試料とも窒化条件およ
びショットピーニング条件は同一とした。結果を表３に
示す。 ばね→歪取り焼鈍→デスケーリング→窒化処理→ショッ
トピーニング→低温焼鈍
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】表３からも明らかである様に、比較鋼Ｂ１
は内部硬さが低く、Ｂ２は窒素量が低いため疲労強度が
劣る。これに対し本発明の実施例ばねはいずれも非常に
優れた疲労寿命を有しており、１×１０7 回でも折損が
発生しない。
は内部硬さが低く、Ｂ２は窒素量が低いため疲労強度が
劣る。これに対し本発明の実施例ばねはいずれも非常に
優れた疲労寿命を有しており、１×１０7 回でも折損が
発生しない。
【００２５】実施例２ 実施例１に示したＡ３鋼から製造したばねを使用し、窒
化処理条件を変えた試料ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ４を製作
してばね疲労試験を行なった。尚疲労試験ばねの製造工
程は前記と同じである。供試ばねの特性を表４に、また
疲労試験結果を図１に示す。
化処理条件を変えた試料ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ４を製作
してばね疲労試験を行なった。尚疲労試験ばねの製造工
程は前記と同じである。供試ばねの特性を表４に、また
疲労試験結果を図１に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】表４および図１からも明らかである様に窒
素量（Ｎｓ）、窒素拡散深さ（Ｎｄ）が不足するｂ１，
Ｂ２およびｂ３の疲労寿命は低いの対し、Ｎｓ，Ｎｄ両
者を満足する本発明ばねａ１〜ａ３は優れた疲労寿命を
示している。また、Ｎｓが２％を超えるもの（ｂ４）
も、疲労寿命が明らかに低下している。
素量（Ｎｓ）、窒素拡散深さ（Ｎｄ）が不足するｂ１，
Ｂ２およびｂ３の疲労寿命は低いの対し、Ｎｓ，Ｎｄ両
者を満足する本発明ばねａ１〜ａ３は優れた疲労寿命を
示している。また、Ｎｓが２％を超えるもの（ｂ４）
も、疲労寿命が明らかに低下している。
【００２８】実施例３ 前記表１に示した鋼Ａ３から製造したばねを使用し、窒
化処理条件およびショットピーニング条件を変えて処理
し、窒素量と表面あらさ（Ｒｍａｘ）を変化させた試料
ａ４〜ａ１４を製作し、疲労試験を行なった。結果は図
２および表５に示す通りであり、表面あらさ（Ｒｍａ
ｘ）と表層部の窒素量（Ｎｓ）が「Ｒｍａｘ≦１５／Ｎ
ｓ」であるものは、安定して優れた疲労寿命を発揮し得
ることが分かる。
化処理条件およびショットピーニング条件を変えて処理
し、窒素量と表面あらさ（Ｒｍａｘ）を変化させた試料
ａ４〜ａ１４を製作し、疲労試験を行なった。結果は図
２および表５に示す通りであり、表面あらさ（Ｒｍａ
ｘ）と表層部の窒素量（Ｎｓ）が「Ｒｍａｘ≦１５／Ｎ
ｓ」であるものは、安定して優れた疲労寿命を発揮し得
ることが分かる。
【００２９】
【表５】
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋼
材の化学成分を特定すると共に、窒化処理後の表層側の
窒素量と窒素拡散深さ及び内部硬さを特定し、表面およ
び内部の両方からの疲労破壊を抑制する内部特性を与え
ることによって、従来材に比べ高い疲労強度を達成する
ことができ、信頼性の高いばねを提供することになっ
た。
材の化学成分を特定すると共に、窒化処理後の表層側の
窒素量と窒素拡散深さ及び内部硬さを特定し、表面およ
び内部の両方からの疲労破壊を抑制する内部特性を与え
ることによって、従来材に比べ高い疲労強度を達成する
ことができ、信頼性の高いばねを提供することになっ
た。
【図１】表面から１０μｍ以内の窒素量と表面硬さや疲
労寿命の関係を示すグラフである。
労寿命の関係を示すグラフである。
【図２】表面から１０μｍ以内の窒素量と表面あらさが
疲労寿命に及ぼす影響を示すグラフである。
疲労寿命に及ぼす影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 康信 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所 神戸製鉄所内 (72)発明者 小林 武夫 京都市右京区梅津西浦町14 サンコール 株式会社内 (72)発明者 寺下 勝 京都市右京区梅津西浦町14 サンコール 株式会社内 (72)発明者 礒野 裕司 京都市右京区梅津西浦町14 サンコール 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 8/26
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ：０．４〜０．８％ Ｓｉ：０．８〜４．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：０．４〜３．０％ を含有し、更に Ｖ：０．０５〜０．５０％ Ｎｂ：０．０５〜０．５０％ Ｎｉ：０．２〜２％ Ｍｏ：０．１〜１．０％よりなる群から選ばれる少なく
とも１種の元素を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる鋼を窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内の
窒素量が０．５〜２％、窒素拡散深さが０．０７ｍｍ以
上、内部硬さがビッカース硬さで４７０以上であること
を特徴する疲労強度に優れたばね。 - 【請求項２】 表面あらさ（Ｒｍａｘ）と表面から１０
μｍ以内の窒素量（Ｎｓ）の関係が、Ｒｍａｘ（μｍ）
≦１５／Ｎｓである請求項１記載の疲労強度に優れたば
ね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159165A JP3142689B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 疲労強度の優れたばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159165A JP3142689B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 疲労強度の優れたばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711422A JPH0711422A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3142689B2 true JP3142689B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15687700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05159165A Ceased JP3142689B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 疲労強度の優れたばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142689B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| IT1298200B1 (it) * | 1998-01-26 | 1999-12-20 | Packing Agency S A | Procedimento per conferire una protezione diretta contro la corrosione ad usura a pezzi metallici |
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-
1993
- 1993-06-29 JP JP05159165A patent/JP3142689B2/ja not_active Ceased
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