JPS63303036A - 高強度鋼線 - Google Patents
高強度鋼線Info
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- JPS63303036A JPS63303036A JP390788A JP390788A JPS63303036A JP S63303036 A JPS63303036 A JP S63303036A JP 390788 A JP390788 A JP 390788A JP 390788 A JP390788 A JP 390788A JP S63303036 A JPS63303036 A JP S63303036A
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- steel wire
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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。
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）
本発明はばね、ピストンリングあるいは各種ファスナー
などの製造に使用される高強度鋼線、及びばねなどに成
形後窒化処理により高応力、高温度あるいは高繰返し速
度といった過酷な使用条件においても十分な耐疲労性と
耐へたり性を有せしめうる耐熱性高強度鋼線に関するも
のである。
などの製造に使用される高強度鋼線、及びばねなどに成
形後窒化処理により高応力、高温度あるいは高繰返し速
度といった過酷な使用条件においても十分な耐疲労性と
耐へたり性を有せしめうる耐熱性高強度鋼線に関するも
のである。
（従来の技術）
従来、自動車等のエンジンに使用される弁ばね用鋼線と
しては弁ばね用ピアノ線、弁ばね用炭素綱オイルテンパ
ー線、弁ばね用クロムバナジウム鋼オイルテンパー線お
よび弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線が一般
に用いられている。
しては弁ばね用ピアノ線、弁ばね用炭素綱オイルテンパ
ー線、弁ばね用クロムバナジウム鋼オイルテンパー線お
よび弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線が一般
に用いられている。
中でも弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線は耐
久性と耐熱性にすぐれた弁ばね材料として近年使用範囲
が広がっている。しかし、エンジンの高性能化に伴いば
ね使用雰囲気の高温化およびばねの高速作動による発熱
などによりばね材料に加わる温度はより高温化する傾向
であり、従来の弁ばね用鋼線の性能では必ずしも十分と
は言えず、より耐熱性のある鋼線が必要となってきてい
る。
久性と耐熱性にすぐれた弁ばね材料として近年使用範囲
が広がっている。しかし、エンジンの高性能化に伴いば
ね使用雰囲気の高温化およびばねの高速作動による発熱
などによりばね材料に加わる温度はより高温化する傾向
であり、従来の弁ばね用鋼線の性能では必ずしも十分と
は言えず、より耐熱性のある鋼線が必要となってきてい
る。
また、ばねなどの疲労強度を高める方法のひとつに窒化
処理があり、近年はその利用範囲が広がってきている。
処理があり、近年はその利用範囲が広がってきている。
この窒化処理方法にはガス雰囲気で行なう方法あるいは
塩浴中で処理する方法など種々の方法があるが、いずれ
の方法においてもより高温度で処理する方が安定した窒
化特性が得られる。弁ばねの分野で窒化処理をする場合
には、従来、弁ばね用鋼線の中で最も耐熱性のある弁ば
ね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線に対しばね成形
後、窒化処理を行っているが、この場合、線の内部硬さ
の低下を防ぐため３８０°Ｃ〜４２０ ’Ｃの温度で窒
化処理を行っており、特に４５０ ”Ｃ以上の温度で窒
化処理をすると線の内部硬さが低下し、ばねの耐へたり
性が劣化するため、ばねとしての性能が低下してしまう
。
塩浴中で処理する方法など種々の方法があるが、いずれ
の方法においてもより高温度で処理する方が安定した窒
化特性が得られる。弁ばねの分野で窒化処理をする場合
には、従来、弁ばね用鋼線の中で最も耐熱性のある弁ば
ね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線に対しばね成形
後、窒化処理を行っているが、この場合、線の内部硬さ
の低下を防ぐため３８０°Ｃ〜４２０ ’Ｃの温度で窒
化処理を行っており、特に４５０ ”Ｃ以上の温度で窒
化処理をすると線の内部硬さが低下し、ばねの耐へたり
性が劣化するため、ばねとしての性能が低下してしまう
。
従って、ばねとしての使用上の観点からのみならず、ば
ね製造上からも耐熱性のある高強度鋼線の出現が切望さ
れている。
ね製造上からも耐熱性のある高強度鋼線の出現が切望さ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明はエンジン回転数の高速化及びばね使用雰囲気の
高温化に伴うばねやピストンリング等の疲労強度の低下
およびへたりの増大を伴うことがなく、また疲労強度向
上、耐摩耗性の向上を目的として行われる窒化処理に際
しても従来より高温で安定した窒化処理が可能である耐
熱性の優れた高強度鋼線を提供することを目的とする。
高温化に伴うばねやピストンリング等の疲労強度の低下
およびへたりの増大を伴うことがなく、また疲労強度向
上、耐摩耗性の向上を目的として行われる窒化処理に際
しても従来より高温で安定した窒化処理が可能である耐
熱性の優れた高強度鋼線を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明の前記の目的は、重量比でＣ、０，６０〜０．８
０％、５ｉＨ１，３０〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０〜
０．７０％、ＣｒＨＯ，４０〜１．００％、■；０．２
０〜０．６０％、Ｍｏ；０．１０〜０．２５％を含み残
部がＦｅおよび不可避的不純物よりなることを特徴とす
る高強度鋼線によって達成される。
０％、５ｉＨ１，３０〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０〜
０．７０％、ＣｒＨＯ，４０〜１．００％、■；０．２
０〜０．６０％、Ｍｏ；０．１０〜０．２５％を含み残
部がＦｅおよび不可避的不純物よりなることを特徴とす
る高強度鋼線によって達成される。
本発明に従った前記高強度鋼線は、Ｃ；０．６０〜０．
８０％、Ｓｉ；１．３０〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０
〜０．７０％、Ｃｒ； ０．４０〜１．Ｏ０％、■；０
．２０〜０．６０％、Ｍｏ； ０．１０〜０．２５％を
含み残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる低合金鋼
を線に冷間加工後、Ａ、変態点以上の温度に加熱してオ
ーステナイト化した後、焼入れ処理によりマルテンサイ
トあるいはマルテンサイトと残留オーステナイトの混合
組繊を生成させ、その後、適宜な温度で焼もどし処理を
施して製造される。
８０％、Ｓｉ；１．３０〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０
〜０．７０％、Ｃｒ； ０．４０〜１．Ｏ０％、■；０
．２０〜０．６０％、Ｍｏ； ０．１０〜０．２５％を
含み残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる低合金鋼
を線に冷間加工後、Ａ、変態点以上の温度に加熱してオ
ーステナイト化した後、焼入れ処理によりマルテンサイ
トあるいはマルテンサイトと残留オーステナイトの混合
組繊を生成させ、その後、適宜な温度で焼もどし処理を
施して製造される。
本発明の高強度鋼線は、ばね、ピストンリング等に成形
された後、窒化処理が施されて、耐疲労性、耐摩耗性が
向上せしめられる。
された後、窒化処理が施されて、耐疲労性、耐摩耗性が
向上せしめられる。
なお、ばね、ピストンリングなどを製造する際に、焼入
焼もどしを施した高強度鋼線では強度な成形加工が困難
な場合、焼入焼もどし前の冷間加工ままの線に成形加工
を施し、その後焼入焼もどし処理及び窒化処理により所
定の特性を付与することもできる。
焼もどしを施した高強度鋼線では強度な成形加工が困難
な場合、焼入焼もどし前の冷間加工ままの線に成形加工
を施し、その後焼入焼もどし処理及び窒化処理により所
定の特性を付与することもできる。
以下に本発明鋼線の成分限定理由について説明する。
ＣＴＣは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、本
発明の狙いとする強度を得るためには０．６０％未満で
は十分な強度が得られない。また０、８０％を超えると
強度に寄与する率が低下し、靭性阻害要因ともなるので
Ｃは０．６０〜０．８０％の範囲とした。
発明の狙いとする強度を得るためには０．６０％未満で
は十分な強度が得られない。また０、８０％を超えると
強度に寄与する率が低下し、靭性阻害要因ともなるので
Ｃは０．６０〜０．８０％の範囲とした。
Ｓｉ；Ｓｉは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１．３０％未満ではその効果が少なく、１
．７０％を超える場合には冷間加工における加工性を劣
化せしめ、かつ、熱間圧延及び熱処理における脱炭を助
長するので望ましくない。斯かる観点からと、本発明の
目標とする強度レベルを得るためにＳｉの範囲は１．３
０〜１．７０％とした。
元素であるが１．３０％未満ではその効果が少なく、１
．７０％を超える場合には冷間加工における加工性を劣
化せしめ、かつ、熱間圧延及び熱処理における脱炭を助
長するので望ましくない。斯かる観点からと、本発明の
目標とする強度レベルを得るためにＳｉの範囲は１．３
０〜１．７０％とした。
Ｍｎ ； Ｍｎは鋼の焼入性を向上させるのに有効な元
素であるが０．４０％未満ではその効果が少なく、０．
７０％を超えて添加しても残留オーステナイトが多量に
生成し焼入性の向上は少なく効果が低減するので、其の
範囲を０．４０〜０．７０％とした。
素であるが０．４０％未満ではその効果が少なく、０．
７０％を超えて添加しても残留オーステナイトが多量に
生成し焼入性の向上は少なく効果が低減するので、其の
範囲を０．４０〜０．７０％とした。
Ｃｒ ； Ｃｒは鋼中に固溶して焼入性を向上させ、か
つ窒化物を生成させる元素である。０．４０％未満では
その効果が少なく、１．００％を超えると炭化物の固溶
を抑制し、逆に強度低下をまねくので０．４０〜１．０
０％の範囲とした。
つ窒化物を生成させる元素である。０．４０％未満では
その効果が少なく、１．００％を超えると炭化物の固溶
を抑制し、逆に強度低下をまねくので０．４０〜１．０
０％の範囲とした。
ｖ；■は特に耐へたり性を向上させＣｒと共に脱炭防止
に有効な元素であり、かつ結晶粒を微細化して靭性を付
与し、耐遅れ破壊性を向上させる。
に有効な元素であり、かつ結晶粒を微細化して靭性を付
与し、耐遅れ破壊性を向上させる。
また５００°Ｃ近辺で析出効果を示す。０．２０％未満
では微細化効果が少なく、０．６０％を超えるとＣｒと
同様に炭化物の固溶を抑制する傾向が強くなるので０．
２０〜０．６０％の範囲とした。
では微細化効果が少なく、０．６０％を超えるとＣｒと
同様に炭化物の固溶を抑制する傾向が強くなるので０．
２０〜０．６０％の範囲とした。
Ｍｏ ； Ｍｏはばねの耐へたり性を改善するのに有効
な元素であると共に焼もどし軟化抵抗を高め耐熱性を与
える。 ０．１０％未満では上記の添加効果が少ない。
な元素であると共に焼もどし軟化抵抗を高め耐熱性を与
える。 ０．１０％未満では上記の添加効果が少ない。
また添加量が多い場合は製線上の制約がある。本発明の
焼入焼もどしした鋼線の製造工程中、線を所定の線径ま
で冷間加工するために加工に耐える熱処理をする必要が
ある。
焼入焼もどしした鋼線の製造工程中、線を所定の線径ま
で冷間加工するために加工に耐える熱処理をする必要が
ある。
この熱処理は通常パテンチング処理と呼ばれる恒温変態
熱処理が望ましい。量産性のあるパテンチング処理が可
能であるＭｏの添加量は我々の実験によれば０．２５％
が限界であり、これを超えたＭｏの添加はパテンチング
処理時にオーステナイトからパーライトへの変態が終了
せず部分的にマルテンサイトが生成し後加工が困難にな
る。以上の理由で本発明のＭｏ範囲は０．１０〜０．２
５％とした。
熱処理が望ましい。量産性のあるパテンチング処理が可
能であるＭｏの添加量は我々の実験によれば０．２５％
が限界であり、これを超えたＭｏの添加はパテンチング
処理時にオーステナイトからパーライトへの変態が終了
せず部分的にマルテンサイトが生成し後加工が困難にな
る。以上の理由で本発明のＭｏ範囲は０．１０〜０．２
５％とした。
以上のような理由により成分限定範囲を設けられた鋼は
溶製後、熱間圧延により線材とされる。
溶製後、熱間圧延により線材とされる。
線材からの製線工程はパテンチング処理などの熱処理を
施した後、冷間伸線加工される。最終線径が細い場合に
は熱処理と伸線を繰返す。
施した後、冷間伸線加工される。最終線径が細い場合に
は熱処理と伸線を繰返す。
（実施例）
電気炉にてＣ、０，６０〜０．８０％、Ｓｔ；１．３０
〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０〜０．７０％、Ｃｒ；０
．４０〜１．００％、Ｖ；０．２０〜０．６０％、Ｍｏ
； ０．１０〜０．２５％を含み残部がＦｅおよび不
可避的不純物からなる第１表のＡ−Ｈの化学成分の鋼塊
を溶製した後、熱間圧延にて直径８．０１の線材とし、
熱処理後、表面研削により線材の表面欠陥を除去し７、
４ ｔｍにした後、冷間加工により直径４．０ ｔｍと
し最後に焼入焼もどしを行ない第２表に示すような機械
的性質を得た。なお第１表および第２表における記号１
−Ｌは本発明鋼線と比較するために選んだＪＩＳ規格の
弁ばね用鋼線であり、Ｉ、Ｊ、には溶製が転炉で行なわ
れた点を除いては全て本発明鋼線と同じ製造方法で作成
された。Ｌはピアノ線であるので線材径９．０ ｍｓの
ものから製線し、最終工程での焼入焼もどしは行なわれ
ていない。
〜１．７０％、Ｍｎ；０．４０〜０．７０％、Ｃｒ；０
．４０〜１．００％、Ｖ；０．２０〜０．６０％、Ｍｏ
； ０．１０〜０．２５％を含み残部がＦｅおよび不
可避的不純物からなる第１表のＡ−Ｈの化学成分の鋼塊
を溶製した後、熱間圧延にて直径８．０１の線材とし、
熱処理後、表面研削により線材の表面欠陥を除去し７、
４ ｔｍにした後、冷間加工により直径４．０ ｔｍと
し最後に焼入焼もどしを行ない第２表に示すような機械
的性質を得た。なお第１表および第２表における記号１
−Ｌは本発明鋼線と比較するために選んだＪＩＳ規格の
弁ばね用鋼線であり、Ｉ、Ｊ、には溶製が転炉で行なわ
れた点を除いては全て本発明鋼線と同じ製造方法で作成
された。Ｌはピアノ線であるので線材径９．０ ｍｓの
ものから製線し、最終工程での焼入焼もどしは行なわれ
ていない。
第３表に本発明鋼線と比較鋼線の疲労強度を回転曲げ疲
労試験により求めた結果を示す。試験は長さ７００ｍの
供試材に４２０°Ｃ×２０分の熱処理を施した後、シッ
ットピーニングと２００°Ｃ×２０分の時効処理を施し
た３０本の試験片によりステアケース法を用いて統計的
疲労強度を求めた。
労試験により求めた結果を示す。試験は長さ７００ｍの
供試材に４２０°Ｃ×２０分の熱処理を施した後、シッ
ットピーニングと２００°Ｃ×２０分の時効処理を施し
た３０本の試験片によりステアケース法を用いて統計的
疲労強度を求めた。
本発明鋼線は従来のどの弁ばね用鋼線よりも疲労強度が
すぐれている。
すぐれている。
第４表に発明鋼線Ａ−Ｈと比較鋼線１．Ｊ、Ｋ。
Ｌによるばねを作り、２３０°Ｃの温度においてばねに
７０ｋｇｆ／−のねじり応力を９６時間加えた時のへた
り量を残留せん断ひずみとして示した０本発明鋼線はど
の比較鋼線よりも残留せん断ひずみが少なく耐熱性にす
ぐれている。
７０ｋｇｆ／−のねじり応力を９６時間加えた時のへた
り量を残留せん断ひずみとして示した０本発明鋼線はど
の比較鋼線よりも残留せん断ひずみが少なく耐熱性にす
ぐれている。
本発明鋼線の窒化特性を比較鋼線Ｉと比較した結果を第
１図に示した。比較鋼線Ｉには４２０℃と５００°Ｃで
本発明鋼線には５００°Ｃの温度において窒化処理を行
ない、線表要部の硬さ分布により窒化特性を評価したと
ころ、本発明鋼線においては表面硬さも高く、かつ、硬
化深さも比較鋼線より深い。また、本発明鋼線は比較鋼
線より高温で窒化処理をしているにもかかわらず内部硬
さは比較鋼線と同等であり、本発明鋼線の耐熱性がすぐ
れていることがわかる。
１図に示した。比較鋼線Ｉには４２０℃と５００°Ｃで
本発明鋼線には５００°Ｃの温度において窒化処理を行
ない、線表要部の硬さ分布により窒化特性を評価したと
ころ、本発明鋼線においては表面硬さも高く、かつ、硬
化深さも比較鋼線より深い。また、本発明鋼線は比較鋼
線より高温で窒化処理をしているにもかかわらず内部硬
さは比較鋼線と同等であり、本発明鋼線の耐熱性がすぐ
れていることがわかる。
第 ３ 表
第 ４ 表
（発明の効果）
以上詳述したごとく、本発明による高強度鋼線を使用す
ることにより高温度で安定した窒化処理をばねに施すこ
とが可能になり耐熱性のある疲労強度のすぐれたばねを
得ることが可能になった。
ることにより高温度で安定した窒化処理をばねに施すこ
とが可能になり耐熱性のある疲労強度のすぐれたばねを
得ることが可能になった。
第１図は本発明鋼線の窒化特性を比較鋼線■のそれと比
較した結果を示す図である。
較した結果を示す図である。
Claims (1)
- 重量比でＣ；０．６０〜０．８０％、Ｓｉ；１．３０〜
１．７０％、Ｍｎ；０．４０〜０．７０％、Ｃｒ；０．
４０〜１．００％、Ｖ；０．２０〜０．６０％、Ｍｏ；
０．１０〜０．２５％を含み残部がＦｅおよび不可避的
不純物よりなることを特徴とする高強度鋼線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63003907A JPH0672291B2 (ja) | 1987-01-14 | 1988-01-13 | 耐熱性、パテンチング処理性および弁ばね成形後の高温窒化処理特性の優れた弁ばね用高強度鋼線 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP703487 | 1987-01-14 | ||
| JP62-7034 | 1987-01-14 | ||
| JP63003907A JPH0672291B2 (ja) | 1987-01-14 | 1988-01-13 | 耐熱性、パテンチング処理性および弁ばね成形後の高温窒化処理特性の優れた弁ばね用高強度鋼線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303036A true JPS63303036A (ja) | 1988-12-09 |
| JPH0672291B2 JPH0672291B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=26337570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63003907A Expired - Fee Related JPH0672291B2 (ja) | 1987-01-14 | 1988-01-13 | 耐熱性、パテンチング処理性および弁ばね成形後の高温窒化処理特性の優れた弁ばね用高強度鋼線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672291B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03162550A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度高延性オイルテンパー線およびその製造方法 |
| KR100800362B1 (ko) | 2006-08-22 | 2008-02-01 | 주식회사 엘티 | 강선소재로 제조된 녹방지 리드스크류의 제조방법 |
| US8592050B2 (en) | 2008-03-04 | 2013-11-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston ring |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107044A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Nippon Steel Corp | 疲労強度の優れたばね鋼 |
| JPS62274051A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-28 | Kobe Steel Ltd | 耐疲労性、耐へたり性に優れた弁ばね用鋼線 |
| JPS63128153A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Kobe Steel Ltd | 耐へたり性に優れたばね用鋼 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63003907A patent/JPH0672291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107044A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Nippon Steel Corp | 疲労強度の優れたばね鋼 |
| JPS62274051A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-28 | Kobe Steel Ltd | 耐疲労性、耐へたり性に優れた弁ばね用鋼線 |
| JPS63128153A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Kobe Steel Ltd | 耐へたり性に優れたばね用鋼 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03162550A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度高延性オイルテンパー線およびその製造方法 |
| KR100800362B1 (ko) | 2006-08-22 | 2008-02-01 | 주식회사 엘티 | 강선소재로 제조된 녹방지 리드스크류의 제조방법 |
| US8592050B2 (en) | 2008-03-04 | 2013-11-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston ring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672291B2 (ja) | 1994-09-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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