自動車板ばね製品の加工プロセス

自動車板ばね（リーフスプリングとも呼ばれる）は、従来の車両サスペンションシステムにおける重要な荷重支持および減衰要素であり、その加工プロセスは複雑かつ厳格であり、その核心は、高強度、高疲労寿命、および良好な弾性特性を獲得することにあります。

通常、60Si2MnA、50CrVA、55Cr3、SUPシリーズなどの高強度熱間圧延ばね鋼帯コイルまたは定尺ストレートバーが選択されます。材料は、厳格な化学組成および機械的特性基準を満たす必要があります。

検査済みのばね鋼原料は、丸鋸または帯鋸を使用して切断されます。レーザー切断またはウォータージェット切断で完了することもできますが、コストが高くなります。切断ステップでは、長さ精度と端面品質（垂直度、平面度）を保証し、バリを減らす必要があります。

熱間成形に備えて、切断された鋼帯をオーステナイト化温度範囲まで加熱します。このプロセスでは、過熱、過燃焼、または脱炭を避けるために、加熱温度と時間（通常は約900°C〜950°C、材料によって異なります）を厳密に制御する必要があります。

加熱された鋼帯をロール鍛造機に入れ、所定の曲率（カール）と可変断面（メインスプリング）または等断面（サブスプリング）の形状の板ばね片に圧延します。これは、必要な剛性と応力分布を得るための重要なステップです。

成形後もオーステナイト状態にある板ばね片を、急速に焼入れ油槽に移して浸漬冷却し、高硬度のマルテンサイト組織を得て、その後の焼き戻しで高強度と高弾性を獲得するための基礎を築きます。

焼入れ後の板ばね片を特定の温度（通常は約400°C〜500°C、材料と要件によって異なります）まで加熱し、十分な時間保持し、その後冷却します（通常は空冷）。焼入れ応力を除去し、靭性と延性を向上させ、板ばねに必要な総合的な機械的特性を獲得します。

焼き戻し後の板ばね片を、連続式または吊り下げ式のショットピーニング機に送り、高速ショットの流れで板ばね表面を爆撃し、有益な残留圧縮応力層を導入し、表面の微細構造を改善します。これは、板ばねの疲労寿命を向上させるための最も重要なプロセスの1つです。

メインスプリング片のカールに穴あけまたは拡孔を行い、ピン穴の寸法精度と表面粗さを保証します。カール以外の端部は、バリを取り除き、組み立てを改善するために、面取りや研磨などの加工を施すことができます。

予圧機（油圧式または機械式）を使用して、単一の板ばね（または場合によっては複数の組み合わせ）を治具に入れ、設計された全負荷を超える荷重を数回（2〜3回など）加えます。これにより、塑性変形が発生し、荷降ろし後、必要な正の弧の高さが得られ、自動車の板ばねの動作時の応力分布と片間の摩擦が改善され、疲労寿命が向上します。

複数の板ばね（メインスプリング片、サブスプリング片）を順番に重ねて、センターボルトまたはクランプ（リバウンドクリップ）で固定します。片間の摩擦摩耗と異音を減らすために、片間にグリースを塗布するか、摩擦低減ライナー/スライダーを取り付けます。

過酷な条件下での板ばねの耐久性を確保するために、通常、塗装、焼き付け塗装、粉体塗装、または板ばね表面に亜鉛クロムコーティングが使用されます。

板ばねは、納品前に最終製品の抜き取り検査も必要であり、製品の寸法と品質が顧客の要件を満たしていることを保証します。

自動車の板ばねの製造は、材料科学、塑性加工、熱処理、表面工学、精密検査を統合した複雑なプロセスです。各工程は密接に関連しており、最終製品の強度、弾性、疲労寿命、耐久性を共同で決定します。自動車産業における安全性、快適性、軽量化、長寿命の要件の継続的な向上に伴い、板ばねの加工プロセスも継続的に開発および最適化されています。厳格な品質管理と継続的な革新は、板ばねが現代の自動車の厳しい使用要件を満たすことを保証するための鍵となります。