JPH0641631A - ばねの強化方法 - Google Patents
ばねの強化方法Info
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 伸線後ＯＴ処理を施したばね用素材を冷間ば
ね成形し、その後歪取り焼鈍を行うとともに、その焼鈍
後の冷却過程でばね材の温度が 150℃になるまでの温度
域においてショットピーニングを開始する。 【効果】 冷間ばね成形によって、再加熱することなく
且つ余分な手数等をかけることなく経済的に表面層へ大
きな残留圧縮応力を入れることができる。これにより、
疲労強度延いては寿命が大幅に向上できるとともに、強
度が向上した分、ばねの線径が細くでき、自動車あるい
は航空機等の軽量化に役立てることができる。
ね成形し、その後歪取り焼鈍を行うとともに、その焼鈍
後の冷却過程でばね材の温度が 150℃になるまでの温度
域においてショットピーニングを開始する。 【効果】 冷間ばね成形によって、再加熱することなく
且つ余分な手数等をかけることなく経済的に表面層へ大
きな残留圧縮応力を入れることができる。これにより、
疲労強度延いては寿命が大幅に向上できるとともに、強
度が向上した分、ばねの線径が細くでき、自動車あるい
は航空機等の軽量化に役立てることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ばねの強化方法に関
し、詳細には、伸線後ＯＴ処理（焼入れ焼戻し処理）を
施したばね用素材を用い冷間ばね成形により製造される
コイルばねの強化方法に関するものである。
し、詳細には、伸線後ＯＴ処理（焼入れ焼戻し処理）を
施したばね用素材を用い冷間ばね成形により製造される
コイルばねの強化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コイルばねの製造は、一般に、熱間圧延
線材を引抜き加工して磨き棒としたばね用素材を、加熱
後熱間ばね成形しその後焼入れさらに焼戻し処理を施し
た後、冷間状態で、あるいは前記焼戻し処理過程での温
間状態(400℃以下) でショットピーニング（以下ＳＰ加
工と言う）を施し、以下セッティング、塗装を行って製
造する所謂コイルばねの熱間成形と、熱間圧延線材を伸
線した後ＯＴ処理を施したばね用素材を、冷間ばね成形
しその後歪取り焼鈍(380〜 400℃程度に加熱）を行った
後、冷間状態でＳＰ加工を施し、以下セッティング、塗
装を行って製造する所謂コイルばねの冷間成形とが知ら
れている。
線材を引抜き加工して磨き棒としたばね用素材を、加熱
後熱間ばね成形しその後焼入れさらに焼戻し処理を施し
た後、冷間状態で、あるいは前記焼戻し処理過程での温
間状態(400℃以下) でショットピーニング（以下ＳＰ加
工と言う）を施し、以下セッティング、塗装を行って製
造する所謂コイルばねの熱間成形と、熱間圧延線材を伸
線した後ＯＴ処理を施したばね用素材を、冷間ばね成形
しその後歪取り焼鈍(380〜 400℃程度に加熱）を行った
後、冷間状態でＳＰ加工を施し、以下セッティング、塗
装を行って製造する所謂コイルばねの冷間成形とが知ら
れている。
【０００３】そして、前者の熱間成形は、主に線径が太
く冷間ばね成形機では容易にばね成形がし難いものを対
象に行われており、ばねの強化方法として上述したよう
に冷間あるいは温間状態でのＳＰ加工が行われている。
一方、後者の冷間成形は、比較的線径が細いもの（約15
mm以下）を対象に行われており、ばねの強化方法として
冷間状態でのＳＰ加工が行われている。
く冷間ばね成形機では容易にばね成形がし難いものを対
象に行われており、ばねの強化方法として上述したよう
に冷間あるいは温間状態でのＳＰ加工が行われている。
一方、後者の冷間成形は、比較的線径が細いもの（約15
mm以下）を対象に行われており、ばねの強化方法として
冷間状態でのＳＰ加工が行われている。
【０００４】一方、近年、自動車の軽量化指向対策の一
環として、自動車の懸架コイルばねの軽量化が進められ
ている。懸架コイルばねの軽量化に対しては、ばね素材
の線径を細くすることで行えるが、その分、素材の高強
度化を図るとともに、バネ成形後の表面層に十分な圧縮
残留応力を付与しておくことが必要である。
環として、自動車の懸架コイルばねの軽量化が進められ
ている。懸架コイルばねの軽量化に対しては、ばね素材
の線径を細くすることで行えるが、その分、素材の高強
度化を図るとともに、バネ成形後の表面層に十分な圧縮
残留応力を付与しておくことが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たばね成形では、ＳＰ加工を施すことにより表面層内に
残留圧縮応力が付与され疲労強度が向上する反面、前者
の熱間ばね成形では、加熱後からばね成形中にかけて脱
炭現象を起こす可能性があることに加えて、焼戻し処理
を施した後に冷間状態でＳＰ加工を施す場合には、ばね
素材が高強度化していくとＳＰ加工による効果が十分に
期待できない場合があること、また焼戻し処理を施した
後に再加熱し温間状態でＳＰ加工を施す場合には、ＳＰ
加工による効果は得られるが再加熱を行う分、不経済と
なること、またさらに再加熱せずに、焼戻し処理過程で
の温間状態でＳＰ加工を施す場合には、 400℃以上でＳ
Ｐ加工を施したのではその効果が期待できないとされて
いることから温度管理が必要になること、と言った問題
がある。
たばね成形では、ＳＰ加工を施すことにより表面層内に
残留圧縮応力が付与され疲労強度が向上する反面、前者
の熱間ばね成形では、加熱後からばね成形中にかけて脱
炭現象を起こす可能性があることに加えて、焼戻し処理
を施した後に冷間状態でＳＰ加工を施す場合には、ばね
素材が高強度化していくとＳＰ加工による効果が十分に
期待できない場合があること、また焼戻し処理を施した
後に再加熱し温間状態でＳＰ加工を施す場合には、ＳＰ
加工による効果は得られるが再加熱を行う分、不経済と
なること、またさらに再加熱せずに、焼戻し処理過程で
の温間状態でＳＰ加工を施す場合には、 400℃以上でＳ
Ｐ加工を施したのではその効果が期待できないとされて
いることから温度管理が必要になること、と言った問題
がある。
【０００６】また、後者の冷間ばね成形では、上記熱間
ばね成形中における諸問題の心配をすることなくＳＰ加
工による表面層内への残留圧縮応力の付与がなされる
が、冷間状態でＳＰ加工を施すためその効果が十分に期
待できない。また、再加熱して温間状態でＳＰ加工を施
したのでは、ＳＰ加工による効果は期待できるが再加熱
を行う分、不経済となる。
ばね成形中における諸問題の心配をすることなくＳＰ加
工による表面層内への残留圧縮応力の付与がなされる
が、冷間状態でＳＰ加工を施すためその効果が十分に期
待できない。また、再加熱して温間状態でＳＰ加工を施
したのでは、ＳＰ加工による効果は期待できるが再加熱
を行う分、不経済となる。
【０００７】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
ものであって、その目的は、上述した冷間ばね成形を対
象とし、再加熱することなく且つ余分な手数等をかける
ことなく経済的に表面層内への残留圧縮応力の付与が的
確になし得るばねの強化方法を提供するものである。
ものであって、その目的は、上述した冷間ばね成形を対
象とし、再加熱することなく且つ余分な手数等をかける
ことなく経済的に表面層内への残留圧縮応力の付与が的
確になし得るばねの強化方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わるばねの強化方法は、伸線後ＯＴ処
理を施したばね用素材を冷間ばね成形し、その後歪取り
焼鈍を行うとともに、その焼鈍後の冷却過程でばね材の
温度が 150℃になるまでの温度域においてＳＰ加工を開
始するものである。
めに、本発明に係わるばねの強化方法は、伸線後ＯＴ処
理を施したばね用素材を冷間ばね成形し、その後歪取り
焼鈍を行うとともに、その焼鈍後の冷却過程でばね材の
温度が 150℃になるまでの温度域においてＳＰ加工を開
始するものである。
【０００９】そして、上記ばねの強化方法におけるＳＰ
加工を施した後に、さらにＳＰ加工を施してもよい。
加工を施した後に、さらにＳＰ加工を施してもよい。
【００１０】
【作用】本発明では、冷間ばね成形後に、通常 380〜 4
00℃程度に加熱して行われる歪取り焼鈍の冷却過程でば
ね材の温度が 150℃になるまでの温度域においてＳＰ加
工を開始するので、加熱温度が低く脱炭の心配がない。
また特に新たに加熱する必要が無く経済的である。ま
た、ばね材の温度が 150℃になるまでの温間域にある時
にＳＰ加工を開始するので、表面層内への残留圧縮応力
の付与が的確になし得、ばね材の疲労強度の大きな向上
が期待できる。このような効果をより効果的に得るに
は、冷却過程のばね材の温度が 150〜 350℃の範囲にあ
る時にＳＰ加工を開始することが望ましく、この範囲外
では期待する効果が小さくなる。
00℃程度に加熱して行われる歪取り焼鈍の冷却過程でば
ね材の温度が 150℃になるまでの温度域においてＳＰ加
工を開始するので、加熱温度が低く脱炭の心配がない。
また特に新たに加熱する必要が無く経済的である。ま
た、ばね材の温度が 150℃になるまでの温間域にある時
にＳＰ加工を開始するので、表面層内への残留圧縮応力
の付与が的確になし得、ばね材の疲労強度の大きな向上
が期待できる。このような効果をより効果的に得るに
は、冷却過程のばね材の温度が 150〜 350℃の範囲にあ
る時にＳＰ加工を開始することが望ましく、この範囲外
では期待する効果が小さくなる。
【００１１】
【実施例】表１に示す高強度ばね鋼材を、線径11.6mmに
伸線加工しＯＴ処理により引張強さ210kgf／mm2 に調整
した。これにより得られた試験材を、歪取り焼鈍に相当
する 390℃×20分の処理条件で処理しその冷却過程の 3
00℃および 250℃の時、さらに比較のため室温に冷却し
た後に下記ＳＰ加工条件でそれぞれＳＰ加工を施し、Ｓ
Ｐ加工後の表面層の残留圧縮応力をＸ線回析法により調
査した。この調査結果を図１に示す。なお、図１の温間
ショットにおけるは室温の場合のものである。また、
図１の温間ショットにおけるは、ＳＰ加工条件を 2
50℃あるいは300℃で施した後、室温に降温後ＳＰ加工
条件を施した場合のものである。また、図２は、図１
ので得られた曲線の深さ 0.3mmまでの面積を、室温の
時を 100とした場合のグラフ図である。また、図３は、
歪取り焼鈍に相当する処理後の線材表面の自然冷却（大
気中放冷）による冷却特性を示す図であって、実線は線
径11.6mmの場合、破線は線径 4.0mmの場合である。
伸線加工しＯＴ処理により引張強さ210kgf／mm2 に調整
した。これにより得られた試験材を、歪取り焼鈍に相当
する 390℃×20分の処理条件で処理しその冷却過程の 3
00℃および 250℃の時、さらに比較のため室温に冷却し
た後に下記ＳＰ加工条件でそれぞれＳＰ加工を施し、Ｓ
Ｐ加工後の表面層の残留圧縮応力をＸ線回析法により調
査した。この調査結果を図１に示す。なお、図１の温間
ショットにおけるは室温の場合のものである。また、
図１の温間ショットにおけるは、ＳＰ加工条件を 2
50℃あるいは300℃で施した後、室温に降温後ＳＰ加工
条件を施した場合のものである。また、図２は、図１
ので得られた曲線の深さ 0.3mmまでの面積を、室温の
時を 100とした場合のグラフ図である。また、図３は、
歪取り焼鈍に相当する処理後の線材表面の自然冷却（大
気中放冷）による冷却特性を示す図であって、実線は線
径11.6mmの場合、破線は線径 4.0mmの場合である。
【００１２】
【表１】
【００１３】ＳＰ加工条件 ：粒径 0.8mmのスチールボールを95ｍ／秒の速度で 1
30kg投射する。 ：粒径 0.3mmのスチールボールを50ｍ／秒の速度で 1
30kg投射する。（ただし、室温にて行う。） ：上記の投射後上記の投射をする。
30kg投射する。 ：粒径 0.3mmのスチールボールを50ｍ／秒の速度で 1
30kg投射する。（ただし、室温にて行う。） ：上記の投射後上記の投射をする。
【００１４】上記調査結果の図１から明らかなように、
比較のために行った冷却後の結果に対し、本発明法であ
る 300℃および 250℃の時点でＳＰ加工を施したもの
は、表面層の残留圧縮応力値が高く、また残留圧縮応力
の及ぶ深さが深い。またＳＰ加工に加えてＳＰ加工
を施したＳＰ加工に到っては、より表面層の残留圧縮
応力値が高くなる。しかも、図２からは、本発明法で
は、室温に比較して大きな残留圧縮応力が入る結果とな
っている。これにより、本発明法ではばねの強化がなさ
れることが分かる。
比較のために行った冷却後の結果に対し、本発明法であ
る 300℃および 250℃の時点でＳＰ加工を施したもの
は、表面層の残留圧縮応力値が高く、また残留圧縮応力
の及ぶ深さが深い。またＳＰ加工に加えてＳＰ加工
を施したＳＰ加工に到っては、より表面層の残留圧縮
応力値が高くなる。しかも、図２からは、本発明法で
は、室温に比較して大きな残留圧縮応力が入る結果とな
っている。これにより、本発明法ではばねの強化がなさ
れることが分かる。
【００１５】なお、図３から明らかなように、線径が細
い場合は、降温速度が速いので表面温度が高い時点でＳ
Ｐ加工を開始する必要がある。加えて、ＳＰ加工を施す
とさらに降温速度が速くなるのでこの点も考慮してＳＰ
加工を開始する温度を決定する必要がある。
い場合は、降温速度が速いので表面温度が高い時点でＳ
Ｐ加工を開始する必要がある。加えて、ＳＰ加工を施す
とさらに降温速度が速くなるのでこの点も考慮してＳＰ
加工を開始する温度を決定する必要がある。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるば
ねの強化方法によれば、冷間ばね成形によって再加熱す
ることなく且つ余分な手数等をかけることなく経済的に
表面層へ大きな残留圧縮応力を入れることができ、これ
により、疲労強度延いては寿命が大幅に向上できるとと
もに、強度が向上した分、ばねの線径が細くでき、自動
車あるいは航空機等の軽量化に役立てることができる。
ねの強化方法によれば、冷間ばね成形によって再加熱す
ることなく且つ余分な手数等をかけることなく経済的に
表面層へ大きな残留圧縮応力を入れることができ、これ
により、疲労強度延いては寿命が大幅に向上できるとと
もに、強度が向上した分、ばねの線径が細くでき、自動
車あるいは航空機等の軽量化に役立てることができる。
【図１】ばねの表面層の残留圧縮応力分布図である。
【図２】図１ので得られた曲線の深さ 0.3mmまでの面
積を、室温の時を 100とした場合のグラフ図である。
積を、室温の時を 100とした場合のグラフ図である。
【図３】歪取り焼鈍に相当する処理後の線材表面の自然
冷却による冷却特性を示す図である。
冷却による冷却特性を示す図である。
【符号の説明】 ：粒径 0.8mmのスチールボールを95ｍ／秒の速度で 1
30kg投射した場合の残留圧縮応力曲線 ：粒径 0.3mmのスチールボールを50ｍ／秒の速度で 1
30kg投射した場合の残留圧縮応力曲線 ：上記の投射後上記の投射をした場合の残留圧縮
応力曲線
30kg投射した場合の残留圧縮応力曲線 ：粒径 0.3mmのスチールボールを50ｍ／秒の速度で 1
30kg投射した場合の残留圧縮応力曲線 ：上記の投射後上記の投射をした場合の残留圧縮
応力曲線
Claims (2)
- 【請求項１】 伸線後ＯＴ処理を施したばね用素材を冷
間ばね成形し、その後歪取り焼鈍を行うとともに、その
焼鈍後の冷却過程でばね材の温度が 150℃になるまでの
温度域においてショットピーニングを開始することを特
徴とするばねの強化方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のショットピーニングを
施した後に、さらにショットピーニングを施すばねの強
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19718192A JPH0641631A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ばねの強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19718192A JPH0641631A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ばねの強化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641631A true JPH0641631A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=16370155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19718192A Pending JPH0641631A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ばねの強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641631A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592840A (en) * | 1993-12-28 | 1997-01-14 | Fuji Kihan Co., Ltd. | Method of preventing abrasion at sliding portion of metal-product |
| US5816088A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-06 | Suncall Corporation | Surface treatment method for a steel workpiece using high speed shot peening |
| EP0947589A1 (de) * | 1998-03-31 | 1999-10-06 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks aus Metall |
| EP1036851A4 (en) * | 1997-11-06 | 2001-01-17 | Sumitomo Electric Industries | STEEL WIRE AND HIGH FATIGUE RESISTANCE SPRING AND METHODS OF MANUFACTURE |
| KR100566579B1 (ko) * | 2002-10-23 | 2006-03-30 | 원샤프트정공 주식회사 | 열처리된 롤러가이드의 변형부 복원방법 |
| JP2011247276A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-08 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばねの製造方法 |
| CN110699528A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-17 | 山东汽车弹簧厂淄博有限公司 | 一种新型弹簧钢板制备方法 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19718192A patent/JPH0641631A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592840A (en) * | 1993-12-28 | 1997-01-14 | Fuji Kihan Co., Ltd. | Method of preventing abrasion at sliding portion of metal-product |
| US5816088A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-06 | Suncall Corporation | Surface treatment method for a steel workpiece using high speed shot peening |
| EP1036851A4 (en) * | 1997-11-06 | 2001-01-17 | Sumitomo Electric Industries | STEEL WIRE AND HIGH FATIGUE RESISTANCE SPRING AND METHODS OF MANUFACTURE |
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| KR100566579B1 (ko) * | 2002-10-23 | 2006-03-30 | 원샤프트정공 주식회사 | 열처리된 롤러가이드의 변형부 복원방법 |
| JP2011247276A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-08 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばねの製造方法 |
| CN110699528A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-17 | 山东汽车弹簧厂淄博有限公司 | 一种新型弹簧钢板制备方法 |
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