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2020.05.12|ばねを知る
《第2回》ばねの製造方法

ばねの製造工程にはばねの種類に関係なく熱処理工程と成形行程があります。

成形行程の温度によって冷間成形熱間成形の2種類に分けられます。

その2種類の違いについてご説明します。

 

冷間成形

成形行程中の温度によって、冷間で成形するものが冷間成形です。主に720℃以下での加工方法となっています。

冷間成形のばねの代表的な材質は「SW」や「SWP」、「SUSxxx-wp」などで表されるばね用の線材で素材の直径が細く、

0.08mm~12mmまで多くの種類があります。

冷間成形材料は材料メーカーで適切に管理され、熱処理を施した素材をそのまま常温で加工します。

したがって安定した生産が可能となります。

 

<冷間成形の流れ>

①直線上の線材を芯金に巻きつけ、成形後、線材を切断します。

芯金に巻きつける製造方法は、小ロットの場合です。

大量生産の場合はコイリングマシンにて、芯金を用いず材料を押し出しながら円筒形状に成形します。(写真参照)

②端面処理の必要性があれば、加工します

③焼きなまし処理をし、冷却します

     

成形中の材料の温度のばらつきや加工中のひずみなどに影響されにくく、

寸法形状やばね特性の精度を得ることが比較的に容易です。加工に必要な力が熱間成形より大きくなるた

め、小形のばねに適用されます。

 

熱間成形

熱間で成形して、連続で熱処理を行うものが熱間成形です。

主に900℃~1200℃での加工方法となっています。加工に必要な力が小さいため、大形のばねに適用されます。

熱間成形のばねの代表的な材質は「SUP」で表されるばね鋼で素材の直径が太いです。

材料は、加熱しながら成形するため、厳密な熱管理は必要です。

 

<熱間成形の流れ>

①直線状の線材を熱し、必要な長さに切断します。

②熱した線材を芯金に巻き付けます。(端面処理の必要性があれば、一度冷やして加工します)

③加熱炉で材料を高温に加熱します。

④油の中に入れて、焼き入れします。

⑤焼入れ戻し処理をして、冷却・洗浄します。

熱管理のばらつきが荷重等のばらつきになり、品質や耐久性のばらつきにつながります。

成形と熱処理を連続で行うため、材料への傷付きや加熱による結晶粒の粗大化や脱炭などに気を付ける必要があります。

 

冷間成形熱間成形についてご説明しました。

材料や線径などそれぞれの特徴を考慮して最適な成形方法を選択しましょう!

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