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ばねのショットピーニング

 ばねをショットピーニングする目的は、ばねの疲れ強さを向上させることにあります。ショットピーニングとは、ショット(微小の金属球)を高速でばねに打ち付ける加工のことをいいます。

 

 

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ばねのショットピーニングの効果

ばねの疲れ強さ向上とはどういうことか。

 

小さな力でも繰り返し何度も金属に力を加えると、金属はやがて破壊されてしまいます。これを金属の疲労破壊といいます。疲れ強さが向上すると、バネの寿命が延びます。

 

原理としては、刀などは何度もハンマーで叩いて強度を出していますが、ショットピーニングもそれと同じです。

 

学問的にいうと、表面が加工硬化するのと同時に、圧縮残留応力が発生し、この応力の生成がバネの疲れ強さを向上させていると考えられています。

ショットピーニングマシン

ショットピーニングマシンは、高速回転する歯車の遠心力によってショットが大量にバネに投射される仕組みになっています。

 

投射が終了したショットは集められて、破砕ショット等が風圧により自動選別されたのち、再利用されます。 

 

ショットピーニングマシン外観

ショットピーニングマシン1.JPG
 
ショットピーニングマシン内部
ショットピーニングマシン2.JPG
 
ショット
ショット.JPG
 

 

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ショットピーニングした状態

ショットピーニングの処理をしたバネは、表面が梨地状になります。

オイルテンパー線は、ショットピーニングする前は表面は茶色ですが、処理後は銀色のきれいな梨地になります。

 

また、ショットピーニングは疲れ強さ向上の目的だけでなく、太線ばねを研削したときにできる焼きついた付着物の除去などにも利用されます。 

ショットピーニング処理前

ショット処理前ばね.JPG
 ショット前は、テンパーカラーが付いていて、黒っぽくなっています。
ショットピーニング処理後
ショット処理ばね.JPG
 ショット後は、銀色になります。この後、低温で二次テンパーを行います。
ねじりばねのショット
ショットピーニング(ねじりばね).JPG
 オイルテンパー線(SWOSC-B)、線径10mmのショットピーニングの例です。

 

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ばねのショットピーニングの注意点

ばねをショットピーニングする場合には、次の注意が必要です。

 

①セッチングをする場合は、ショットピーニング後に行う。

 

②ショットピーニング後は、低温焼きなまし(テンパー)によって弾性の回復を図ることが効果的だが、温度が高すぎると有効な圧縮残留応力が減少するので、200~250℃以下にする。

 

③加工層は一般に錆びやすいため、ショットピーニング後は、なるべく早くバネに錆び止め処理をする。

 

 

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