JPS63223148A - 低脱炭ばね鋼 - Google Patents

低脱炭ばね鋼

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JPS63223148A
JPS63223148A JP5680387A JP5680387A JPS63223148A JP S63223148 A JPS63223148 A JP S63223148A JP 5680387 A JP5680387 A JP 5680387A JP 5680387 A JP5680387 A JP 5680387A JP S63223148 A JPS63223148 A JP S63223148A
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JP
Japan
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spring steel
steel
less
spring
decarburization
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Application number
JP5680387A
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English (en)
Inventor
Toshio Yanagiya
柳谷 敏夫
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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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】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) 本発明は、疲労強度に優れたばねの製造に利用されるば
ね鋼に関し、熱間加工時や熱処理時(コイルもしくはバ
ー材の製品圧延時や熱処理時)における脱炭が著しく少
ない低脱炭ばね鋼(加熱時の弱浸炭したような現象をも
含む、)に関するものである。 (従来の技術) 従来、ばねの製造に使用されるばね鋼としては、種々の
化学成分のものがある(例えば、金属便覧 改訂4版 
昭和57年12月20日 丸善株式会社発行、第811
頁〜第813頁)が、これらのなかでとくにJIS  
5UP6. 5UP7や5AE9254に規定されてい
るばね鋼は、十分な強度および耐へたり性が得られるよ
うに高Siの組成となっている・ (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この種のばね鋼に添加されるSiは、α
生成元素であるため高温でのα比率を増大させるので、
熱間圧延時や熱処理時等においてγ→α変態の際に脱炭
をきわめて起しゃすい鋼種である。これは、フェライト
脱炭と呼ばれ、炭素がほとんど含まれていないため、ば
ね特性に重大な影響を与える。 したがって、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されていると
ばねの疲労強度を著しく低下させるので、形成された脱
炭層を除去するようにしたり、脱炭層の形成そのものを
阻止するようにしたりすることが必要であるが、このよ
うな脱炭層の除去作業は著しく煩わしいものであり、か
つまた脱炭層の形成そのものを阻止することが困難であ
って、ばねの生産性を大きく阻害すると共に、歩留りの
低下も大きいという問題点があった。 (発明の目的) 本発明は、このような従来の問題点を解消するためにな
されたもので、十分な強度および耐へたり性が得られる
ようにSi量を多くしたときでも、とくに熱間圧延時や
熱処理等においてフェライト説炭層が形成されがたい低
脱炭ばね鋼を提供することを目的としている。
【発明の構成】
(問題点を解決するための手段) 本発明に係る低脱炭ばね鋼は、重量%で、C:0.40
〜0.75%、Si:1.0〜2.5%、M n : 
0 、5〜1 、0%、およびPb。 Bi 、Snのうちから選ばれる1mまたは2種以上:
各々0.3%以下、さらに必要に応じてCr二〇、1〜
1.0%、同じく必要に応じてV:0.003〜0.3
%、Nb:0.003〜0.3%のうちから選ばれる1
種または2種、同じく必要に応じて:Ni:0.2〜1
.0%。 Cu:0.2〜1.0%のうちから選ばれる1種または
2種、を含み、残部Feおよび不純物からなることを特
徴としており、十分な強度および耐へたり性が得られる
ように5iffiを多くしたときでも、とくに熱間圧延
時や熱処理時等においてフェライト説炭層が形成されが
たく、かつまた例えば重大気雰囲気下の油加熱炉を用い
て加熱した時に弱浸炭したような現象がみられる特性を
具備していることを特徴としているものである。 次に1本発明に係る低脱炭ばね鋼の成分範囲(重量%)
の限定理由を説明する。 C(炭素); Cは、鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、0.
40%未満ではばねとしての必要な強度を得ることがで
きず、0.75%を超えると網状のセメンタイトが出や
すくなり、ばねの疲労強度が損なわれるので、0.40
〜0.75%の範囲とした。 Si(けい素); Siは、鋼の強度を向上し、ばねの耐へたり性を向上さ
せるのに有効な元素であるが、1.0%未満ではばねと
して必要な耐へたり性を得ることができず、2.5%を
超えると靭性が劣化するので、1.0〜2.5%の範囲
とした。 Mn(マンガン); Mnは、鋼の脱酸に有効であって0による害を阻止する
と共に脱硫に有効であってSによる害を阻止するのにも
有効な元素であり、このためには0.5%以上含有させ
ることが必要であるが、1.0%を超えると造塊時に偏
析を生じやすく、 ′この偏析によって強度むらを生ず
るおそれがあるので、0.5〜1.0%の範囲とした。 pb(鉛)  、Bi (ビスマス)、Sn(錫)のう
ちから選ばれる1種または2種以上:各々0.3%以下 Pb、Bi、Snは、熱間加工時や熱処理時、例えばコ
イルもしくはバー材の製品圧延時や熱処理時において脱
炭の発生を阻止するのに有効な元素であり、実質的に脱
炭のないばね鋼とするのに有効な重要元素であるので、
これらの1種または2種以上を各々0.3%以下の範囲
で含有させた。しかし、Pb、Bi 、Sn量が各々0
.3%を超えると、鋼の熱間加工性を低下させるので、
0.3%以下とした。 Cr(クロム); Crは、炭化物の黒鉛化を防止するのに有効な元素であ
るが、0.1%未満ではこれらの効果を十分に期待する
ことができず、1.0%を超えると靭性が劣化するので
、0.1〜1.0%の範囲とした。 ■(バナジウム)、Nb(ニオブ); V、Nbは、鋼の焼入れ焼もどし時の析出硬化の効果な
らびに結晶粒微細化作用によってばね特性を向上させる
元素である。 しかし、各々0.003%未満では上記した効果があま
り期待できず、0.3%を超えてもばね特性はそれほど
向上しないので、各々0 、003〜0.3%の範囲と
した。 Ntにッケル)、Cu(銅); Ni、Cuは、フェライト脱炭の防止に有効な元素であ
るので、このような効果を得るために各々0.2%以上
含有させるのもよい、しかし、1.0%を超えてもさほ
ど効果の向上はみられないので、各々0.2〜1.0%
の範囲とした。 そのほか、Bは、鋼の焼入性を増大させるのに有効な元
素であるので使用目的等に応じて添加するのも良いが、
0.0005%未満では上記した効果が得がたく、0.
01%を超えても上記した効果はさほど増大しないので
、添加する場合には0.0005〜0.01%の範囲と
するのが良い。 また、Sは、ばねの疲労強度を損いやすい元素であり、
S含有量が低いほどばねとしての信頼性を高めることが
できるので、使用目的等に応じてその含有量をo、ot
o%以下とするのがより望ましい。 さらに、0は、酸化物系の介在物を生成し、これが疲労
破壊の起点となることがあるので、使用目的等に応じて
その含有量を0.0015%以下とすることがより望ま
しい。 このような成分含有量の鋼を素材とするばねにおいて、
その耐へたり性や疲労強度等のばね特性を向上させるた
めに、連続鋳造もしくは造塊および熱間圧延後(製品圧
延後)の素材に対して、焼入れ焼もどし等の調質や制御
圧延などを施して、組織の結晶粒度が9番以上となるよ
うにすることがより望ましい。 (実施例) 第1表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、次い
で各鋼塊を分解圧延および線材圧延し、得られた線材の
フェライト脱炭層深さをIMA法により測定した。この
結果を同じく第1表に示す。 第1表に示すように、比較鋼(No、1.2゜3)では
熱間圧延後の線材にフェライト脱炭が発生しているのに
対して、本発明鋼(No、4〜27)ではいずれもフェ
ライト脱炭が発生しておらず、高Siばね鋼であっても
熱間圧延時においてフェライト脱炭の発生を有効に阻止
することが可能であることが確かめられた。このことは
、Pb、Bi、Snの添加がフェライト脱炭の防止ニ著
1.<有効であることを示すものである。 また、本発明鋼No、4.No、8.No、14゜陽、
22を選んで大気雰囲気中で焼入れ、焼もどしの熱処理
を施したところ、脱炭は観察されなかった。
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係るばね鋼では、重
量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1.0〜2
.5%、Mn:0.5〜1.0%を基本成分とする高S
iばね鋼に、Pb。 Bi、Snのうちから選ばれる1種または2種以上:各
々0.3%以下、必要に応じてCr:0.1〜1.0%
、同じく必要に応じてV:0.003〜0.3%、Nb
:0.003〜0.3%のうちから選ばれる1種または
2種、同じく必要に応じてNi:0.2〜1.0%。 Cu:0.2〜1.0%のうちから選ばれる1種または
2種、を含有させるようにしたものであるから、熱間加
工時や熱処理時、例えばコイルもしくはバー材の製品圧
延時や熱処理時等のγ→α変態時に鋼中に含まれるC等
が鋼表面から外部に抜は出すのを阻止することが回部で
あり、高Siばね鋼であっても熱間圧延時や熱処理時に
おいてフェライト脱炭が発生するのを防ぐことが可能で
あり、従来のように脱炭層を除去するための加工を行う
ことによって材料歩留りが大きく低下したり、ばねの製
造性や品質を著しく損ねたりすることがなく、強度およ
び耐へたり性に優れるとともに疲労強度にも優れたばね
の素材であるという非常に優れた効果をもたらすことが
可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1
    .0〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、およびPb
    、Bi、Snのうちから選ばれる1種または2種以上:
    各々0.3%以下、を含み、残部Feおよび不純物から
    なることを特徴とする低脱炭ばね鋼。 (2)重量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1
    .0〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:0.
    1〜1.0%、およびPb、Bi、Snのうちから選ば
    れる1種または2種以上:各々0.3%以下、を含み、
    残部Feおよび不純物からなることを特徴とする低脱炭
    ばね鋼。 (3)重量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1
    .0〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:0.
    1〜1.0%、およびV: 0.003〜0.3%、Nb:0.003〜0.3%の
    うちから選ばれる1種または2種、さらにPb、Bi、
    Snのうちから選ばれる1種または2種以上:各々0.
    3%以下、を含み、残部Feおよび不純物からなること
    を特徴とする低脱炭ばね鋼。 (4)重量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1
    .0〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、およびNi
    :0.2〜1.0%、Cu:0.2〜1.0%のうちか
    ら選ばれる1種または2種、さらにPb、Bi、Snの
    うちから選ばれる1種または2種以上:各々0.3%以
    下、を含み、残部Feおよび不純物からなることを特徴
    とする低脱炭ばね鋼。 (5)重量%で、C:0.40〜0.75%、Si:1
    .0〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:0.
    1〜1.0%、およびNi:0.2〜1.0%、Cu:
    0.2〜1.0%のうちから選ばれる1種または2種、
    さらにPb、Bi、Snのうちから選ばれる1種または
    2種以上:各々0.3%以下、を含み、残部Feおよび
    不純物からなることを特徴とする低脱炭ばね鋼。 (6)重量%で、C::0.40〜0.75%、Si:
    0.1〜2.5%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:0
    .1〜1.0%、およびV:0.003〜0.3%、N
    b:0.003〜0.3%のうちから選ばれる1種また
    は2種、さらにNi:0.2〜1.0%、Cu:0.2
    〜1.0%のうちから選ばれる1種または2種、さらに
    Pb、Bi、Snのうちから選ばれる1種または2種以
    上:各々0.3%以下、を含み、残部Feおよび不純物
    からなることを特徴とする低脱炭ばね鋼。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013122261A1 (ja) * 2012-02-14 2013-08-22 Jfeスチール株式会社 ばね鋼

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013122261A1 (ja) * 2012-02-14 2013-08-22 Jfeスチール株式会社 ばね鋼
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