号数 ばね論文集49号(2004年)
ページ数 pp.1-7
種類 論文
論文名 高強度材SUS631を用いた金属ベローズの疲労強度向上に関する研究
Title Study on Improved Fatigue Strength for Metal Bellows Made of High Strength Material SUS631
著者 岡田 秀樹1)・丹下 彰1)・安藤 柱2)
Author Hideki OKADA1)・Akira TANGE1)・Kotoji ANDO2)
抄録  これまで金属ベローズに高強度材SUS631を用いた場合には,低い疲労寿命しか得られていなかった.一方で著者らは,SUS304において結晶粒を微細化すること,反射ピーニングによって圧縮残留応力を導入することによって,ベローズの疲労強度向上させることに成功している.そこでSUS631本来の優れた疲労特性を金属ベローズで得るために,結晶粒微細化の効果とショットピーニングによる圧縮残留応力導入の効果を重畳させることによって,ベローズの疲労強度向上を図るための実験を行った.結晶粒径は,冷間加工後のBA温度の調整によって行った.硬さは,ベローズ成形後の時効処理によって増加させた.最後に反射板を用いたショットピーニングを行った.結晶粒径は,BA温度を下げるにつれて小さくなる傾向にあるが,SUS304と同じように12μmが結晶粒微細化の限界であった.最適なショットピーニング条件は,投射圧力が0.3MPa,ガラスビーズ径が97μmであることが明らかになった.最適なショットピーニング条件で加工したSUS631ベローズの107回の疲労限度は,SUS304ベローズのそれに比べて17%向上した.
Abstract It has been noticed that a metal bellows made of high strength SUS631 reveals low fatigue life. On the other hand the author has been successful improving fatigue strength of SUS304 metal bellows by reflected shot peening method and improved tempering process to decrease the grain diameter. In this study, the experiment to improve fatigue strength of SUS631 bellows was studied. Grain diameter was adjusted by changing BA temperature after cold working. The hardness was increased by ageing treatment after bellows forming. Lastly shot peening was carried out using reflection plate. Grain diameter tends to decrease in proportion with decreasing BA temperature, and minimum grain diameter was 12μm. The optimum shot peening condition was found where the pressure is 0.3MPa and the glass beads size is 97μm. Fatigue limit of 107 cycles of SUS631 bellows was improved by 17% from SUS304 bellows when the optimum condition is applied. 
著者の所属 1)日本発条(株) 2)横浜国立大学
Belonging 1)NHK SPRING CO.,LTD. 2)Yokohama National University
Key Words Metal bellows, Fatigue strength, Grain diameter, SUS631 stainless steel, Shot peening