JP2002053924A - アルミニウム合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法Info
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- JP2002053924A JP2002053924A JP2000238282A JP2000238282A JP2002053924A JP 2002053924 A JP2002053924 A JP 2002053924A JP 2000238282 A JP2000238282 A JP 2000238282A JP 2000238282 A JP2000238282 A JP 2000238282A JP 2002053924 A JP2002053924 A JP 2002053924A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期へたりが生じ難く、しかも使用温度が上
昇してもばね力の経時的劣化が起き難いアルミニウム合
金製ばね材を提供する。 【解決手段】 Ｃｕを３．０重量％（以下、％と略記）
を超え６．０％以下、Ｍｇを０．５％以上２．０％以下
を含有し、さらにＦｅ１．０％以下、Ｓｉ１．０％以
下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ０．１５％以下、Ｚｒ０．
２％以下、Ｖ０．２％以下、Ｔｉ０．２％以下、Ｂ０．
０５％以下の群から選ばれる少なくとも１種を含有し、
残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合
金製ばね材。 【効果】 本発明のばね材は、析出硬化により耐力を高
めて初期へたりを生じ難くしたもので、残留応力による
ばね力の経時的劣化の増大を伴わなず、さらにＣｕなど
が過飽和に固溶していて析出物の核発生頻度が高いため
使用温度が上昇しても固溶元素が密に析出して、ばね力
の経時的劣化が抑えられる。
昇してもばね力の経時的劣化が起き難いアルミニウム合
金製ばね材を提供する。 【解決手段】 Ｃｕを３．０重量％（以下、％と略記）
を超え６．０％以下、Ｍｇを０．５％以上２．０％以下
を含有し、さらにＦｅ１．０％以下、Ｓｉ１．０％以
下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ０．１５％以下、Ｚｒ０．
２％以下、Ｖ０．２％以下、Ｔｉ０．２％以下、Ｂ０．
０５％以下の群から選ばれる少なくとも１種を含有し、
残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合
金製ばね材。 【効果】 本発明のばね材は、析出硬化により耐力を高
めて初期へたりを生じ難くしたもので、残留応力による
ばね力の経時的劣化の増大を伴わなず、さらにＣｕなど
が過飽和に固溶していて析出物の核発生頻度が高いため
使用温度が上昇しても固溶元素が密に析出して、ばね力
の経時的劣化が抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録カセット
デッキのリール空転防止用板ばねなどに好適な、初期へ
たり（局部的塑性変形）が生じ難く、しかも使用温度が
上昇してもばね力の経時的劣化が起き難いアルミニウム
合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用
いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法に関
する。
デッキのリール空転防止用板ばねなどに好適な、初期へ
たり（局部的塑性変形）が生じ難く、しかも使用温度が
上昇してもばね力の経時的劣化が起き難いアルミニウム
合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用
いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示す、磁気記録カセットデッキの
リール１が空転するのを防止する板ばね２などには、従
来より、ＳＵＳ３０４合金（ステンレススチール）が使
用されているが、ＳＵＳ３０４合金は重く高価なため、
軽量で安価なアルミニウム合金で代替することが検討さ
れている。
リール１が空転するのを防止する板ばね２などには、従
来より、ＳＵＳ３０４合金（ステンレススチール）が使
用されているが、ＳＵＳ３０４合金は重く高価なため、
軽量で安価なアルミニウム合金で代替することが検討さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記板ばね用アルミニ
ウム合金には、Ａｌ−Ｍｎ系のＪＩＳ３００３合金やＡ
ｌ−Ｍｇ系のＪＩＳ５１８２合金などの加工硬化型合金
が挙げられるが、これら合金製ばね材は、数回の取付け
取外しで初期へたりを生じ、４０〜７０℃の使用温度で
ばね力の経時的劣化が起きる。この初期へたりは冷間圧
延により耐力を高めることで改善されるが、冷間圧延で
発生する残留応力により、ばね力の経時的劣化が増大す
る。そこで、本発明者等はＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金などの析出硬化型合金製ばね材を提案
した（特開平１１−２６４０４３号公報）。このばね材
は、析出物を微細に分散させることで耐力を高められる
ので、残留応力が発生せず、ばね力の経時的劣化の増大
が回避される。しかし、磁気記録カセットデッキなどの
電子機器は小型化、高機能化が進み、それに伴い機器の
使用温度が上昇してきており、ばね力の経時的劣化に対
しては、さらなる改善が要求されている。本発明は、初
期へたりが生じ難く、かつ使用温度が上昇してもばね力
の経時的劣化が起き難いアルミニウム合金製ばね材およ
びその製造方法の提供を目的とする。
ウム合金には、Ａｌ−Ｍｎ系のＪＩＳ３００３合金やＡ
ｌ−Ｍｇ系のＪＩＳ５１８２合金などの加工硬化型合金
が挙げられるが、これら合金製ばね材は、数回の取付け
取外しで初期へたりを生じ、４０〜７０℃の使用温度で
ばね力の経時的劣化が起きる。この初期へたりは冷間圧
延により耐力を高めることで改善されるが、冷間圧延で
発生する残留応力により、ばね力の経時的劣化が増大す
る。そこで、本発明者等はＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金などの析出硬化型合金製ばね材を提案
した（特開平１１−２６４０４３号公報）。このばね材
は、析出物を微細に分散させることで耐力を高められる
ので、残留応力が発生せず、ばね力の経時的劣化の増大
が回避される。しかし、磁気記録カセットデッキなどの
電子機器は小型化、高機能化が進み、それに伴い機器の
使用温度が上昇してきており、ばね力の経時的劣化に対
しては、さらなる改善が要求されている。本発明は、初
期へたりが生じ難く、かつ使用温度が上昇してもばね力
の経時的劣化が起き難いアルミニウム合金製ばね材およ
びその製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｃｕを３．０重量％を超え６．０重量％以下、Ｍｇを
０．５重量％以上２．０重量％以下含有し、さらにＦｅ
１．０重量％以下、Ｓｉ１．０重量％以下、Ｍｎ１．０
重量％以下、Ｃｒ０．１５重量％以下、Ｚｒ０．２重量
％以下、Ｖ０．２重量％以下、Ｔｉ０．２重量％以下、
Ｂ０．０５重量％以下の群から選ばれる少なくとも１種
を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなること
を特徴とするアルミニウム合金製ばね材である。
Ｃｕを３．０重量％を超え６．０重量％以下、Ｍｇを
０．５重量％以上２．０重量％以下含有し、さらにＦｅ
１．０重量％以下、Ｓｉ１．０重量％以下、Ｍｎ１．０
重量％以下、Ｃｒ０．１５重量％以下、Ｚｒ０．２重量
％以下、Ｖ０．２重量％以下、Ｔｉ０．２重量％以下、
Ｂ０．０５重量％以下の群から選ばれる少なくとも１種
を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなること
を特徴とするアルミニウム合金製ばね材である。
【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１記載のア
ルミニウム合金製ばね材の表面に化成皮膜または樹脂皮
膜のうちの少なくとも１種が形成されていることを特徴
とするアルミニウム合金製ばね材である。
ルミニウム合金製ばね材の表面に化成皮膜または樹脂皮
膜のうちの少なくとも１種が形成されていることを特徴
とするアルミニウム合金製ばね材である。
【０００６】請求項３記載の発明は、Ｃｕを３．０重量
％を超え６．０重量％以下、Ｍｇを０．５重量％以上
２．０重量％以下含有し、さらにＦｅ１．０重量％以
下、Ｓｉ１．０重量％以下、Ｍｎ１．０重量％以下、Ｃ
ｒ０．１５重量％以下、Ｚｒ０．２重量％以下、Ｖ０．
２重量％以下、Ｔｉ０．２重量％以下、Ｂ０．０５重量
％以下の群から選ばれる少なくとも１種を含有し、残部
がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金板
を４００〜５５０℃の温度で溶体化処理する工程、前記
溶体化処理されたアルミニウム合金板を１００℃／分以
上の冷却速度で１００℃以下の温度まで冷却する工程、
および前記冷却されたアルミニウム合金板を冷間圧延す
る工程を具備することを特徴とするアルミニウム合金製
ばね材の製造方法である。
％を超え６．０重量％以下、Ｍｇを０．５重量％以上
２．０重量％以下含有し、さらにＦｅ１．０重量％以
下、Ｓｉ１．０重量％以下、Ｍｎ１．０重量％以下、Ｃ
ｒ０．１５重量％以下、Ｚｒ０．２重量％以下、Ｖ０．
２重量％以下、Ｔｉ０．２重量％以下、Ｂ０．０５重量
％以下の群から選ばれる少なくとも１種を含有し、残部
がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金板
を４００〜５５０℃の温度で溶体化処理する工程、前記
溶体化処理されたアルミニウム合金板を１００℃／分以
上の冷却速度で１００℃以下の温度まで冷却する工程、
および前記冷却されたアルミニウム合金板を冷間圧延す
る工程を具備することを特徴とするアルミニウム合金製
ばね材の製造方法である。
【０００７】請求項４記載の発明は、前記冷間圧延工程
は、前記冷間圧延後の圧延材の表面温度が７０℃以上と
なるような条件で行われ、前記冷間圧延後の圧延材をコ
イル状に巻取る工程をさらに具備することを特徴とする
請求項３記載のアルミニウム合金製ばね材の製造方法で
ある。
は、前記冷間圧延後の圧延材の表面温度が７０℃以上と
なるような条件で行われ、前記冷間圧延後の圧延材をコ
イル状に巻取る工程をさらに具備することを特徴とする
請求項３記載のアルミニウム合金製ばね材の製造方法で
ある。
【０００８】請求項５記載の発明は、前記冷間圧延後の
圧延材に、化成処理および２６０℃以下の温度で焼付け
る樹脂塗工処理のうちの少なくとも一方の処理を施す工
程をさらに具備することを特徴とする請求項３記載のア
ルミニウム合金製ばね材の製造方法である。
圧延材に、化成処理および２６０℃以下の温度で焼付け
る樹脂塗工処理のうちの少なくとも一方の処理を施す工
程をさらに具備することを特徴とする請求項３記載のア
ルミニウム合金製ばね材の製造方法である。
【０００９】請求項６記載の発明は、請求項１または２
記載のアルミニウム合金製ばね材がプレス成形されたば
ね形状体であって、前記プレス成形後に４０〜２００℃
の温度で１０時間以下加熱する熱処理が施されているこ
とを特徴とするアルミニウム合金製ばね形状体である。
記載のアルミニウム合金製ばね材がプレス成形されたば
ね形状体であって、前記プレス成形後に４０〜２００℃
の温度で１０時間以下加熱する熱処理が施されているこ
とを特徴とするアルミニウム合金製ばね形状体である。
【００１０】請求項７記載の発明は、請求項３乃至５記
載の方法により製造されたアルミニウム合金製ばね材を
プレス成形によりばね形状体に成形し、次いで前記ばね
形状体に４０〜２００℃の温度で１０時間以下加熱する
熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム合金製ばね
形状体の製造方法である。
載の方法により製造されたアルミニウム合金製ばね材を
プレス成形によりばね形状体に成形し、次いで前記ばね
形状体に４０〜２００℃の温度で１０時間以下加熱する
熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム合金製ばね
形状体の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のばね材は、析出硬化型の
Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金からなり、前述のように析出硬
化により耐力を高め、初期へたりを改善したもので、残
留応力によるばね力の経時的劣化の増大を伴わないもの
である。さらに本発明ではＣｕなどが過飽和に固溶して
いて析出物の核発生頻度が高いため、使用温度が上昇し
ても固溶元素が密に析出して、ばね力の経時的劣化が抑
えられる。
Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金からなり、前述のように析出硬
化により耐力を高め、初期へたりを改善したもので、残
留応力によるばね力の経時的劣化の増大を伴わないもの
である。さらに本発明ではＣｕなどが過飽和に固溶して
いて析出物の核発生頻度が高いため、使用温度が上昇し
ても固溶元素が密に析出して、ばね力の経時的劣化が抑
えられる。
【００１２】次に、本発明のばね材を構成するＡｌ合金
について説明する。Ａｌに添加する合金元素のＣｕは、
過飽和に固溶すると使用中の温度上昇で密に析出してば
ね力の経時的劣化を抑える。Ｃｕの含有量を３．０重量
％を超え６．０重量％以下に規定する理由は、３．０重
量％以下ではその効果が十分に得られず、６重量％を超
えると靭性が低下して製造加工性が低下するためであ
る。
について説明する。Ａｌに添加する合金元素のＣｕは、
過飽和に固溶すると使用中の温度上昇で密に析出してば
ね力の経時的劣化を抑える。Ｃｕの含有量を３．０重量
％を超え６．０重量％以下に規定する理由は、３．０重
量％以下ではその効果が十分に得られず、６重量％を超
えると靭性が低下して製造加工性が低下するためであ
る。
【００１３】Ｍｇは微細に析出して耐力を高め初期へた
りを抑える。また後述のＳｉを添加しておけば使用中に
このＳｉと析出物を形成してばね力の経時的劣化を抑え
る。Ｍｇの含有量を０．５重量％以上２．０重量％以下
に規定する理由は、０．５重量％未満ではその効果が十
分に得られず、２．０重量％を超えると強度が高くなり
過ぎて製造加工性が低下するためである。
りを抑える。また後述のＳｉを添加しておけば使用中に
このＳｉと析出物を形成してばね力の経時的劣化を抑え
る。Ｍｇの含有量を０．５重量％以上２．０重量％以下
に規定する理由は、０．５重量％未満ではその効果が十
分に得られず、２．０重量％を超えると強度が高くなり
過ぎて製造加工性が低下するためである。
【００１４】Ｓｉは使用中の温度上昇でＭｇと析出物を
形成してばね力の経時的劣化を抑える。Ｓｉの含有量
は、多すぎると靭性が低下して製造加工性が低下するの
で、１．０重量％以下に規定する。
形成してばね力の経時的劣化を抑える。Ｓｉの含有量
は、多すぎると靭性が低下して製造加工性が低下するの
で、１．０重量％以下に規定する。
【００１５】Ｆｅ、Ｍｎはいずれも強度向上に寄与す
る。これら元素の含有量は、多すぎるとその晶出物が巨
大化して欠陥を誘発するので、各々を１．０重量％以下
に規定する。
る。これら元素の含有量は、多すぎるとその晶出物が巨
大化して欠陥を誘発するので、各々を１．０重量％以下
に規定する。
【００１６】Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖはいずれも強度向上に寄与
し、さらに再結晶粒を微細化して製造加工性およびばね
材の表面品質を高める。これら元素の含有量は、多すぎ
ると耐食性および製造加工性が低下するので、Ｃｒは
０．１５重量％以下、Ｚｒは０．２重量％以下、Ｖは
０．２重量％以下にそれぞれ規定する。
し、さらに再結晶粒を微細化して製造加工性およびばね
材の表面品質を高める。これら元素の含有量は、多すぎ
ると耐食性および製造加工性が低下するので、Ｃｒは
０．１５重量％以下、Ｚｒは０．２重量％以下、Ｖは
０．２重量％以下にそれぞれ規定する。
【００１７】ＴｉおよびＢは鋳造組織を微細化して製造
加工性およびばね材の表面品質を高める。これら元素の
含有量は、多すぎると、Ｔｉは晶出物が巨大化して欠陥
を誘発し、Ｂはその微細化効果が飽和してコスト的に不
利になる。従ってＴｉは０．２重量％以下Ｂは０．０５
重量％以下にそれぞれ規定する。
加工性およびばね材の表面品質を高める。これら元素の
含有量は、多すぎると、Ｔｉは晶出物が巨大化して欠陥
を誘発し、Ｂはその微細化効果が飽和してコスト的に不
利になる。従ってＴｉは０．２重量％以下Ｂは０．０５
重量％以下にそれぞれ規定する。
【００１８】不純物元素は、地金に通常含まれる程度の
量なら問題がなく、特にＺｎは０．５％程度までなら何
ら問題ない。
量なら問題がなく、特にＺｎは０．５％程度までなら何
ら問題ない。
【００１９】本発明の製造方法では、まず、アルミニウ
ム合金板に対し、溶体化処理が施される。溶体化処理が
施されるアルミニウム合金板は、所定の合金組成を有す
る任意の鋳塊または圧延板である。即ち、ＤＣ鋳造鋳
塊、この鋳塊の熱間圧延板、この熱間圧延板の冷間圧延
板、連続鋳造圧延板、この連続鋳造圧延板の冷間圧延板
などである。
ム合金板に対し、溶体化処理が施される。溶体化処理が
施されるアルミニウム合金板は、所定の合金組成を有す
る任意の鋳塊または圧延板である。即ち、ＤＣ鋳造鋳
塊、この鋳塊の熱間圧延板、この熱間圧延板の冷間圧延
板、連続鋳造圧延板、この連続鋳造圧延板の冷間圧延板
などである。
【００２０】前記溶体化処理では、Ｃｕなどの合金元素
が過飽和に固溶し、その一部が時効処理時に析出して耐
力を高めて初期へたりを抑え、残りの過飽和固溶元素が
使用中の温度上昇で析出してばね力の経時的劣化を抑え
る。溶体化処理温度は、４００℃未満では合金元素、特
にＣｕを十分過飽和に固溶させることができず、５５０
℃を超えると材料が局部的に溶融してしまう。従って溶
体化処理温度は４００〜５５０℃に規定する。溶体化処
理後の冷却は、１００℃以下の温度まで１００℃／分以
上の速度で急速冷却する。こうすることによりＣｕを始
めとする各元素の過飽和固溶量が良好に確保される。
が過飽和に固溶し、その一部が時効処理時に析出して耐
力を高めて初期へたりを抑え、残りの過飽和固溶元素が
使用中の温度上昇で析出してばね力の経時的劣化を抑え
る。溶体化処理温度は、４００℃未満では合金元素、特
にＣｕを十分過飽和に固溶させることができず、５５０
℃を超えると材料が局部的に溶融してしまう。従って溶
体化処理温度は４００〜５５０℃に規定する。溶体化処
理後の冷却は、１００℃以下の温度まで１００℃／分以
上の速度で急速冷却する。こうすることによりＣｕを始
めとする各元素の過飽和固溶量が良好に確保される。
【００２１】本発明の合金組成では、溶体化処理後に冷
間圧延を入れることによりばね材の耐力を高めて、初期
へたりをより良好に抑えることができるが、前記耐力は
時効処理によっても高めることができる。前記時効処理
条件は、処理温度が８０℃未満でも或いは処理時間が１
時間未満でも固溶元素が十分に析出せず所定の耐力が得
られない。一方処理温度が１８０℃を超えても或いは処
理時間が１０時間を超えても析出量が多くなり過ぎて使
用中に析出する固溶元素量が減少してばね力の経時的劣
化が大きくなる。従って時効処理条件は８０℃〜１８０
℃の温度で１時間以上１０時間未満の条件が望ましい。
間圧延を入れることによりばね材の耐力を高めて、初期
へたりをより良好に抑えることができるが、前記耐力は
時効処理によっても高めることができる。前記時効処理
条件は、処理温度が８０℃未満でも或いは処理時間が１
時間未満でも固溶元素が十分に析出せず所定の耐力が得
られない。一方処理温度が１８０℃を超えても或いは処
理時間が１０時間を超えても析出量が多くなり過ぎて使
用中に析出する固溶元素量が減少してばね力の経時的劣
化が大きくなる。従って時効処理条件は８０℃〜１８０
℃の温度で１時間以上１０時間未満の条件が望ましい。
【００２２】前記冷間圧延後に時効処理することで耐力
は一層高まる。また前記冷間圧延で発生する残留応力
は、その多くが後の時効処理で放出されるので、ばね力
の経時的劣化には殆ど影響しなくなる。ばね材の耐力
は、時効処理前に３０〜７０℃の温度で１時間以上保持
する自然時効を施すことによってさらに一層高めること
ができる。
は一層高まる。また前記冷間圧延で発生する残留応力
は、その多くが後の時効処理で放出されるので、ばね力
の経時的劣化には殆ど影響しなくなる。ばね材の耐力
は、時効処理前に３０〜７０℃の温度で１時間以上保持
する自然時効を施すことによってさらに一層高めること
ができる。
【００２３】前記自然時効は冷間圧延による加工発熱を
利用して行うのが経済的である。このためには、前記冷
間圧延直後の圧延材の温度を７０℃以上にするのが望ま
しく、そのためには、短時間で圧延すること、１パスの
圧延率を大きくすることが肝要である。また熱を逃がさ
ないようにするため圧延材はコイル状に巻き取るのが望
ましい。
利用して行うのが経済的である。このためには、前記冷
間圧延直後の圧延材の温度を７０℃以上にするのが望ま
しく、そのためには、短時間で圧延すること、１パスの
圧延率を大きくすることが肝要である。また熱を逃がさ
ないようにするため圧延材はコイル状に巻き取るのが望
ましい。
【００２４】本発明のばね材は、表面に化成処理または
樹脂塗工処理を施すことにより耐食性が向上する。前記
両処理はプレス成形性も高めるのでプレス成形前に施す
のが良い。化成処理後さらに樹脂塗工処理を施すと前記
耐食性およびプレス成形性は一層向上する。前記化成処
理にはクロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理
などが推奨される。前記樹脂塗工処理にはエポキシ系、
アクリル系、塩化ビニール系、ウレタン系などの樹脂、
或いは前記樹脂にワックスなどの潤滑剤を添加したもの
などが用いられる。
樹脂塗工処理を施すことにより耐食性が向上する。前記
両処理はプレス成形性も高めるのでプレス成形前に施す
のが良い。化成処理後さらに樹脂塗工処理を施すと前記
耐食性およびプレス成形性は一層向上する。前記化成処
理にはクロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理
などが推奨される。前記樹脂塗工処理にはエポキシ系、
アクリル系、塩化ビニール系、ウレタン系などの樹脂、
或いは前記樹脂にワックスなどの潤滑剤を添加したもの
などが用いられる。
【００２５】前記樹脂塗工処理時の焼付温度は、焼付時
間が短いとはいえ、あまり高いと過飽和固溶元素が析出
してばね力の経時的劣化が起き易くなる。従って２６０
℃以下の処理温度が望ましい。前記化成処理で形成され
る化成皮膜および樹脂塗工処理で形成される樹脂皮膜
は、厚すぎるとカス（皮膜剥離片）が発生し易くなるの
で１０μｍ以下が望ましい。このカスはプレス成形時に
ばね形状体に付着して品質を低下させる。
間が短いとはいえ、あまり高いと過飽和固溶元素が析出
してばね力の経時的劣化が起き易くなる。従って２６０
℃以下の処理温度が望ましい。前記化成処理で形成され
る化成皮膜および樹脂塗工処理で形成される樹脂皮膜
は、厚すぎるとカス（皮膜剥離片）が発生し易くなるの
で１０μｍ以下が望ましい。このカスはプレス成形時に
ばね形状体に付着して品質を低下させる。
【００２６】請求項１または２記載のばね材、または請
求項３乃至５記載の方法により製造されたばね材は、ば
ね形状体（図１に示す板ばね２など）にプレス成形して
用いられるが、プレス成形する際に発生する残留応力は
熱処理を施して解放しておくのが望ましい。この熱処理
条件は、４０℃未満ではその効果が十分に得られず、２
００℃を超えまたは１０時間を超えるとばね力が低下す
るので、４０〜２００℃の温度範囲で１０時間以下の条
件が望ましい。この熱処理は、通常の熱処理炉を用いて
行っても、乾燥工程や湯洗工程を利用して行っても良
い。
求項３乃至５記載の方法により製造されたばね材は、ば
ね形状体（図１に示す板ばね２など）にプレス成形して
用いられるが、プレス成形する際に発生する残留応力は
熱処理を施して解放しておくのが望ましい。この熱処理
条件は、４０℃未満ではその効果が十分に得られず、２
００℃を超えまたは１０時間を超えるとばね力が低下す
るので、４０〜２００℃の温度範囲で１０時間以下の条
件が望ましい。この熱処理は、通常の熱処理炉を用いて
行っても、乾燥工程や湯洗工程を利用して行っても良
い。
【００２７】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示す本発明規定組成のＡｌ合金をＤ
Ｃ鋳造法により鋳塊とし、これを面削後、５００℃で４
ｈｒ均質化処理し、次いで厚さ４ｍｍに熱間圧延したの
ち、厚さ１．０ｍｍに冷間圧延し、この冷間圧延板に連
続焼鈍炉（ＣＡＬ）を用いて最高到達温度５００℃、平
均冷却速度８００℃／分で１００℃以下まで冷却する溶
体化処理を施し、次いで０．５ｍｍ厚さに冷間圧延し、
この冷間圧延材を室温で５日間放置（自然時効）後、１
４０℃で４時間時効処理してばね材とした。
る。 （実施例１）表１に示す本発明規定組成のＡｌ合金をＤ
Ｃ鋳造法により鋳塊とし、これを面削後、５００℃で４
ｈｒ均質化処理し、次いで厚さ４ｍｍに熱間圧延したの
ち、厚さ１．０ｍｍに冷間圧延し、この冷間圧延板に連
続焼鈍炉（ＣＡＬ）を用いて最高到達温度５００℃、平
均冷却速度８００℃／分で１００℃以下まで冷却する溶
体化処理を施し、次いで０．５ｍｍ厚さに冷間圧延し、
この冷間圧延材を室温で５日間放置（自然時効）後、１
４０℃で４時間時効処理してばね材とした。
【００２８】（比較例１）表１に示す本発明規定外組成
のＡｌ合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によりば
ね材を製造した。
のＡｌ合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によりば
ね材を製造した。
【００２９】実施例１および比較例１で製造した各々の
ばね材について（１）引張強さを調べ、また前記ばね材
を図２に示す立ち上がり高さｈが１４ｍｍの板ばね２に
プレス成形して（２）初期へたりおよび（３）ばね力の
経時的劣化を調べた。 （１）引張強さはＪＩＳＨ４０００に従って調べた。 （２）初期へたりは重さ１ｋｇの重りを５秒間乗せたの
ち降ろすサイクルを１０回繰り返したのちの板ばねの立
ち上がり高さｈを測定し、ｈが１０．０ｍｍ以上を良好
（○）、１０．０ｍｍ未満を不良（×）と判定した。な
お１ｋｇの重りをのせた状態では、ばねは立ち上がり高
さ０ｍｍの平板状になっている。 （３）板ばねの経時的劣化は板ばねを高さ２ｍｍまで押
し下げてばね力Ｆ1 を測定し、次にこの板ばねに重さ１
ｋｇの重りを乗せた状態で８０℃の温度に１４日間保持
したのち、前記方法でばね力Ｆ2 を測定してばね力低下
率Ｐ（％）〔但しＰ＝((Ｆ1 −Ｆ2)／Ｆ1)×１００〕を
求めた。ばね力低下率Ｐが２０％以下を良好（○）、２
０％を超えたものは不良（×）と判定した。結果を表２
に示す。
ばね材について（１）引張強さを調べ、また前記ばね材
を図２に示す立ち上がり高さｈが１４ｍｍの板ばね２に
プレス成形して（２）初期へたりおよび（３）ばね力の
経時的劣化を調べた。 （１）引張強さはＪＩＳＨ４０００に従って調べた。 （２）初期へたりは重さ１ｋｇの重りを５秒間乗せたの
ち降ろすサイクルを１０回繰り返したのちの板ばねの立
ち上がり高さｈを測定し、ｈが１０．０ｍｍ以上を良好
（○）、１０．０ｍｍ未満を不良（×）と判定した。な
お１ｋｇの重りをのせた状態では、ばねは立ち上がり高
さ０ｍｍの平板状になっている。 （３）板ばねの経時的劣化は板ばねを高さ２ｍｍまで押
し下げてばね力Ｆ1 を測定し、次にこの板ばねに重さ１
ｋｇの重りを乗せた状態で８０℃の温度に１４日間保持
したのち、前記方法でばね力Ｆ2 を測定してばね力低下
率Ｐ（％）〔但しＰ＝((Ｆ1 −Ｆ2)／Ｆ1)×１００〕を
求めた。ばね力低下率Ｐが２０％以下を良好（○）、２
０％を超えたものは不良（×）と判定した。結果を表２
に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】表２より明らかなように、本発明例のＮ
ｏ．１〜６は、耐力が高いため、初期へたりが小さく、
またばね力の経時的劣化も小さく、従来材のＳＵＳ３０
４合金に近い特性を示した。これに対し、比較例のＮ
ｏ．７はＣｕが少ないためばね力の経時的劣化が大き
く、Ｎｏ．８はＭｇが少ないため初期へたりが生じ、Ｎ
ｏ．９はＣｕおよびＭｇが少ないため初期へたりが生じ
たうえ、ばね力の経時的劣化が大きかった。
ｏ．１〜６は、耐力が高いため、初期へたりが小さく、
またばね力の経時的劣化も小さく、従来材のＳＵＳ３０
４合金に近い特性を示した。これに対し、比較例のＮ
ｏ．７はＣｕが少ないためばね力の経時的劣化が大き
く、Ｎｏ．８はＭｇが少ないため初期へたりが生じ、Ｎ
ｏ．９はＣｕおよびＭｇが少ないため初期へたりが生じ
たうえ、ばね力の経時的劣化が大きかった。
【００３３】（実施例２）実施例１で製造したばね材
（表１のＮｏ．１〜６）をプレス成形して得た板ばねに
１８０℃で２時間加熱する熱処理を施し、実施例１の場
合と同様にして初期へたりとばね力の経時的劣化を調べ
た。結果を表３に示す。
（表１のＮｏ．１〜６）をプレス成形して得た板ばねに
１８０℃で２時間加熱する熱処理を施し、実施例１の場
合と同様にして初期へたりとばね力の経時的劣化を調べ
た。結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】表３より明らかなように、熱処理を施した
もの（Ｎｏ．１１〜１６）は、熱処理を施さないもの
（実施例１）に較べて、初期へたりは若干の改善に留ま
ったが、ばね力低下率は大幅に改善された。これは前記
熱処理により残留応力が除去されたためである。
もの（Ｎｏ．１１〜１６）は、熱処理を施さないもの
（実施例１）に較べて、初期へたりは若干の改善に留ま
ったが、ばね力低下率は大幅に改善された。これは前記
熱処理により残留応力が除去されたためである。
【００３６】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のばね材
は、析出硬化により耐力を高めて初期へたりを生じ難く
したもので、残留応力によるばね力の経時的劣化の増大
を伴わなず、さらにＣｕなどが過飽和に固溶していて析
出物の核発生頻度が高いため使用温度が上昇しても固溶
元素が密に析出して、ばね力の経時的劣化が抑えられ
る。従って、本発明のばね材は、使用中高温になる磁気
カセットテープのリール空転防止用板ばねなどに好適で
ある。本発明のばね材は、製造条件を規定した常法によ
り容易に製造することができる。本発明のばね材および
本発明方法により製造されるばね材は、ばね形状体にプ
レス成形後、所定の熱処理を施すことによりプレス成形
に伴って発生する残留応力が解放され特性がより向上す
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
は、析出硬化により耐力を高めて初期へたりを生じ難く
したもので、残留応力によるばね力の経時的劣化の増大
を伴わなず、さらにＣｕなどが過飽和に固溶していて析
出物の核発生頻度が高いため使用温度が上昇しても固溶
元素が密に析出して、ばね力の経時的劣化が抑えられ
る。従って、本発明のばね材は、使用中高温になる磁気
カセットテープのリール空転防止用板ばねなどに好適で
ある。本発明のばね材は、製造条件を規定した常法によ
り容易に製造することができる。本発明のばね材および
本発明方法により製造されるばね材は、ばね形状体にプ
レス成形後、所定の熱処理を施すことによりプレス成形
に伴って発生する残留応力が解放され特性がより向上す
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】磁気テープカセットの斜視図である。
【図２】磁気テープカセットに用いられる板ばねの
（イ）平面図および（ロ）側面図である。
（イ）平面図および（ロ）側面図である。
１ 磁気記録カセットデッキのリール ２ リールの空転防止用板ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 1/02 Ｆ１６Ｆ 1/02 Ｂ 1/18 1/18 Ｚ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１３ ６２３ ６２３ ６３０ ６３０Ｆ ６８５ ６８５Ｚ ６９１ ６９１Ｂ ６９２ ６９２Ａ ６９２Ｂ ６９４ ６９４Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃｕを３．０重量％を超え６．０重量％
以下、Ｍｇを０．５重量％以上２．０重量％以下含有
し、さらにＦｅ１．０重量％以下、Ｓｉ１．０重量％以
下、Ｍｎ１．０重量％以下、Ｃｒ０．１５重量％以下、
Ｚｒ０．２重量％以下、Ｖ０．２重量％以下、Ｔｉ０．
２重量％以下、Ｂ０．０５重量％以下の群から選ばれる
少なくとも１種を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純
物からなることを特徴とするアルミニウム合金製ばね
材。 - 【請求項２】 請求項１記載のアルミニウム合金製ばね
材の表面に化成皮膜または樹脂皮膜のうちの少なくとも
１種が形成されていることを特徴とするアルミニウム合
金製ばね材。 - 【請求項３】 Ｃｕを３．０重量％を超え６．０重量％
以下、Ｍｇを０．５重量％以上２．０重量％以下含有
し、さらにＦｅ１．０重量％以下、Ｓｉ１．０重量％以
下、Ｍｎ１．０重量％以下、Ｃｒ０．１５重量％以下、
Ｚｒ０．２重量％以下、Ｖ０．２重量％以下、Ｔｉ０．
２重量％以下、Ｂ０．０５重量％以下の群から選ばれる
少なくとも１種を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純
物からなるアルミニウム合金板を４００〜５５０℃の温
度で溶体化処理する工程、前記溶体化処理されたアルミ
ニウム合金板を１００℃／分以上の冷却速度で１００℃
以下の温度まで冷却する工程、および前記冷却されたア
ルミニウム合金板を冷間圧延する工程を具備することを
特徴とするアルミニウム合金製ばね材の製造方法。 - 【請求項４】 前記冷間圧延工程は、前記冷間圧延後の
圧延材の表面温度が７０℃以上となるような条件で行わ
れ、前記冷間圧延後の圧延材をコイル状に巻取る工程を
さらに具備することを特徴とする請求項３記載のアルミ
ニウム合金製ばね材の製造方法。 - 【請求項５】 前記冷間圧延後の圧延材に、化成処理お
よび２６０℃以下の温度で焼付ける樹脂塗工処理のうち
の少なくとも一方の処理を施す工程をさらに具備するこ
とを特徴とする請求項３記載のアルミニウム合金製ばね
材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１または２記載のアルミニウム合
金製ばね材がプレス成形されたばね形状体であって、前
記プレス成形後に４０〜２００℃の温度で１０時間以下
加熱する熱処理が施されていることを特徴とするアルミ
ニウム合金製ばね形状体。 - 【請求項７】 請求項３乃至５記載の方法により製造さ
れたアルミニウム合金製ばね材をプレス成形によりばね
形状体に成形し、次いで前記ばね形状体に４０〜２００
℃の温度で１０時間以下加熱する熱処理を施すことを特
徴とするアルミニウム合金製ばね形状体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238282A JP2002053924A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | アルミニウム合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238282A JP2002053924A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | アルミニウム合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053924A true JP2002053924A (ja) | 2002-02-19 |
Family
ID=18730005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238282A Pending JP2002053924A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | アルミニウム合金製ばね材、前記ばね材の製造方法、前記ばね材を用いたばね形状体、および前記ばね形状体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002053924A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010085678A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Alcoa Inc. | Improved aluminum-copper alloys containing vanadium |
| WO2012044450A3 (en) * | 2010-09-08 | 2012-07-05 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| CN103168111A (zh) * | 2010-10-08 | 2013-06-19 | 美铝公司 | 改进的2xxx铝合金及其生产方法 |
| WO2013172910A3 (en) * | 2012-03-07 | 2014-03-13 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| AU2013204114B2 (en) * | 2012-03-07 | 2016-04-14 | Arconic Inc. | Improved 2XXX aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US9587298B2 (en) | 2013-02-19 | 2017-03-07 | Arconic Inc. | Heat treatable aluminum alloys having magnesium and zinc and methods for producing the same |
| JP2018075376A (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッドＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ． | 折畳みニチノール薄板に成形されたコイル |
-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000238282A patent/JP2002053924A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8287668B2 (en) | 2009-01-22 | 2012-10-16 | Alcoa, Inc. | Aluminum-copper alloys containing vanadium |
| US10570485B2 (en) * | 2009-01-22 | 2020-02-25 | Arconic Inc. | Aluminum-copper alloys containing vanadium |
| US20140248176A1 (en) * | 2009-01-22 | 2014-09-04 | Alcoa Inc. | Aluminum-copper alloys containing vanadium |
| WO2010085678A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Alcoa Inc. | Improved aluminum-copper alloys containing vanadium |
| EP2977483A1 (en) * | 2009-01-22 | 2016-01-27 | Alcoa Inc. | Improved aluminum-copper alloys containing vanadium |
| US9249484B2 (en) | 2010-09-08 | 2016-02-02 | Alcoa Inc. | 7XXX aluminum alloys, and methods for producing the same |
| WO2012044450A3 (en) * | 2010-09-08 | 2012-07-05 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US9359660B2 (en) | 2010-09-08 | 2016-06-07 | Alcoa Inc. | 6XXX aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US8999079B2 (en) | 2010-09-08 | 2015-04-07 | Alcoa, Inc. | 6xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US9194028B2 (en) | 2010-09-08 | 2015-11-24 | Alcoa Inc. | 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| RU2581543C2 (ru) * | 2010-10-08 | 2016-04-20 | Алкоа Инк. | Улучшенные алюминиевые сплавы 2ххх и способы их получения |
| CN103168111B (zh) * | 2010-10-08 | 2015-07-29 | 美铝公司 | 改进的2xxx铝合金及其生产方法 |
| CN103168111A (zh) * | 2010-10-08 | 2013-06-19 | 美铝公司 | 改进的2xxx铝合金及其生产方法 |
| AU2013204114B2 (en) * | 2012-03-07 | 2016-04-14 | Arconic Inc. | Improved 2XXX aluminum alloys, and methods for producing the same |
| WO2013172910A3 (en) * | 2012-03-07 | 2014-03-13 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US9926620B2 (en) | 2012-03-07 | 2018-03-27 | Arconic Inc. | 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
| US9587298B2 (en) | 2013-02-19 | 2017-03-07 | Arconic Inc. | Heat treatable aluminum alloys having magnesium and zinc and methods for producing the same |
| JP2018075376A (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッドＢｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ． | 折畳みニチノール薄板に成形されたコイル |
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