1. ばね鋼の温間ショットピーニング加工に関する研究材料
ばね鋼の温間ショットピーニング加工に関する研究
塑性加工研究室　福　岡　義　晃 鋼球
図　ショットピーニング加工
塑性変形
加工硬化
圧縮残留応力

2. ばね鋼の温間ショットピーニング加工に関する研究
塑性加工研究室　福　岡　義　晃
疲労強度向上
加工硬化
圧縮残留応力
塑性変形 材料 材料
図　ショットピーニング加工

3. 加熱温度 高 変形抵抗 小 塑性変形 大 圧縮残留応力 大 鋼球 加熱温度 250℃～300℃ 加工硬化 圧縮残留応力 （b）温間加工
加熱温度　高
変形抵抗　小
塑性変形　大
圧縮残留応力　大
加工硬化
圧縮残留応力
（a）冷間加工
（b）温間加工
図　温間と冷間ショットピーニング加工の違い 材料 鋼球
加熱温度
250℃～300℃

4. 台車送り用モーター
治具回転用モーター 台車
試験片 治具
レール
図　ショットピーニング加工におけるモデル装置

5. 実験条件 鋼球直径 ：10mm 投射速度 ：36m/s 加工温度 ：室温～400℃ カバレージ ：100% 図 治具の構造 台車送り
加工温度　：室温～400℃
実験条件
図　治具の構造
台車送り
ヒーター 台車
試験片 鎖
軸受鋼
（HV700）
カバー 治具
投射角度
投射速度
（30° ）
図　治具の構造
図　治具の構造
台車送り
ヒーター 台車
試験片 鎖
軸受鋼
（HV700）
カバー 治具
投射角度
投射速度
（30° ）

6. 100 25 12
加工面
図　試験片形状
ばね鋼（SUP9）
焼入れ温度
焼戻し温度
930℃
400℃（HV510）
500℃（HV420）

7. 図　高温ビッカース硬さ

8. D h
図　圧痕深さ比と加工温度の関係

9. 図　硬さ分布測定（500℃焼戻し材）

10. 図　残留応力分布測定（500℃焼戻し）

11. 図　温度を変化させた場合の残留応力の解放

12. 加工温度の与える影響
圧縮残留応力
加工硬化 大 大
加工温度
変形量 高 回復 大 小
加工温度
残留応力
変形量 回復
最適加工温度

13. 試験片 鋼球 治具
図　軸受鋼と治具の接続

14. nλ=2dsinθ ψ θ 2θ 管 球：Cr 管電圧：30kV 管電流：10mA X線照射面積：3×3mm 電解研磨面積：5×5mm法線 ψ
格子面
格子間隔 d
図　X線回折とひずみ測定の概念図
管 球：Cr
管電圧：30kV
管電流：10mA
X線照射面積：3×3mm
電解研磨面積：5×5mm
X線残留応力測定
nλ=2dsinθ
ブラッグ反射
sinψ 2
圧縮応力
引張り応力
図　2θー　　　線図

15. 図　試験材料硬さ分布

16. 加工前温度 加工時温度 加工後温度 400℃ 300℃ 200℃ 300℃→250℃ 200℃→150℃ 130℃→100℃
表　実際加工の材料表面温度
加工前温度
加工時温度
加工後温度
400℃
300℃
200℃
300℃→250℃
200℃→150℃
130℃→100℃
280℃→R.T.
190℃→R.T.
130℃→R.T.

17. 図　実際加工における板厚方向残留応力と
　　 加工温度の関係

18. 図　実際加工における板厚方向硬さと
　　 加工温度の関係

19. 図　実際加工における表面粗さと
　　 加工温度の関係