ばね初心者のためのちょこっと役立つばね用語／焼入れ・焼戻し・焼きなまし・焼きならし

ご質問いただきありがとうございます。
板ばねの加工性は維持しつつ材料の強度を上げたいということであれば、
SUS301-CSP 1/2Hの選択は、よい選択になります。
しかしながら、そもそもの要因として負荷される応力に加えて、2000rpmの振動も
折損に対して何らかの影響を与えているということであれば、応力や寿命評価などの
設計を再度確認された上で材料選定されることをお勧めします。

SUS304CSPやSUS301CSPに施す熱処理は、焼なましではなく、低温焼なましとなります。
焼なましをしてしまうと軟化してしまい、材料としての強度がなくなってしまい、
ばねとして使用できなくなるため、ご注意ください。
低温焼なましは、曲げ加工などで発生した残留応力を除去し、機械的性質(引張強さ、降伏点)を
改善させる効果があります。温度は、400℃前後となります。

折損しないようにするには、材料の強度を上げる、つまり硬いものを選ぶ必要があります。
もちろん硬さにも限度はあります。
柔らかいものを選ぶまたは柔らかくすることは材料の強度が下がり、へたったり折れやすくなるため、
逆効果となります。
加工性は維持するために柔らかい材料がよいが、折れないようにするためには、
強度が高い(硬い)方がよい、ということで相反するものなので形状等も含め何を重視し、
何を譲るかは、検討する必要があります。

ばね用ステンレスは、その他SUS420J2やSUS631などありますが、これはSUS304,SUS301と
異なり、熱処理により材料の強度を上げるため、加工時は柔らかいです。
熱処理条件によっては、SUS304,SUS301より強度を上げることができます。
ただし、SUS420J2は耐食性の部分で劣ります。SUS631もSUS420J2よりはよいが耐食性で
劣り、価格も高くなります。

ご質問いただきありがとうございます。
そういった表現を今まで目にしたことがないため、推測での回答となりますが、
熱処理(焼入れ、焼戻し)をされたばねのことでしょうか。

意味として不適切であった場合は、お手数ですが、再度ご質問いただきますよう、
よろしくお願いいたします。資料の中などで、出てきた用語であれば、それを
添付していただけますと、ご協力できる部分があるかもしれません。

ご質問いただきありがとうございます。
まず、①、②の各質問について回答します。

①について
後からでも焼戻しは可能ではありますが、Niメッキが、焼戻し時に高温に晒されることで、
メッキとしての機能を損なう可能性はあります。実際に完成品に対して、焼戻しをされる際は、
ねらいの硬さにするための温度条件設定するに、完成品をいくつか使用して処理を行い、
さらには、メッキの性能低下がないか確認するため、なんらかの耐食性試験をされることを
おすすめします。

②について
通常は、熱処理後の硬さについても図面や仕様等で業者と顧客の間で取り決めた上で
ばねを製作されているかと思います。その硬さを満足させるにあたり、焼入れのみでなければ、
達成することができないのであれば、焼戻しはしないということになります。
焼入れのみということであれば、高めの数値の硬さが設定されている可能性があります。
よって、通常の焼戻しの要否については、設定されている硬さのレンジ次第となります。

最後に、高めの数値の硬さを設定することで、引張強さや許容応力は高くなるため、
応力的に使用範囲が広くなり、寿命的にも有利になりますが、折損の仕方は、脆性的な破壊になり
突然折れるような破壊となります。
一方で低めの数値の硬さを設定することで、引張強さや許容応力は低くなるため、
応力的に使用範囲が狭くなり、使用条件を変更しないまま使用するとばねがへたりやすくなり、
寿命的にも不利になります。折損の仕方は、延性的になり、突然破壊するのではなく、変形が
徐々に大きくなって最終的に破壊されます。

よって、焼戻しにより、硬さを低くした場合、使用条件も見直さなければ、結果として、
ばねに求める機能を満足しない可能性もあります。今回、熱処理の条件に加えて、
使用条件や設計条件も含めて、再検討されることをおすすめします。