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ばね用ステンレス鋼(SUS301, 304, 304L)

coil
主な用途

シートベルト等の自動車部品のゼンマイやばね、携帯電話のドームスイッチ、時計、文房具


製造範囲

板厚: 0.010~2.5mm  

幅  : 3.0~300mm

 
製造工場

日本


製品概要

オーステナイト系ステンレスに分類される鋼種で、機械的特性のバランスが良いことから、一番幅広く使われている材料です。

防錆を目的としたメッキをすることなく、様々な環境化で使用することができます。

その他、圧延加工により高い硬さを得ることが出来るため、バネ用部品としてご利用いただくことが出来ます。

また、焼鈍~軽圧延材においては、伸びが大きいため、複雑な加工に耐えることが出来ます。

 

■SUS301とは

SUS304からクロムとニッケルを低減させることにより、より加工による硬化が起きるようにした材料です。

高い硬度を持つため、ゼンマイやドームスイッチ等の耐久性を要求される用途に最適です。

 

■SUS304とは

耐食性が良く、ばね用ステンレス鋼帯の代表的な鋼種として最も広く使われている材料です。

 

■SUS304Lとは

SUS304から炭素を低めた材料です。

炭素の含有量が低いため耐粒界腐食性が良く、更にニッケルの含有量も多いことから耐食性に優れた材料です。

また、硬度が高くなりすぎないので加工を行いやすい材料となっています。

(補足:SUS304Lの“L”はLow carbonを表しています。)

 

特徴 (特長と欠点)

・耐食性に優れているためメッキや塗料などの表面処理の必要がなく、かなり悪い環境でも使用できます。

・再結晶点が高いために300℃位までの使用に耐えることができます。

・銅合金系のばね材に比べて比重が軽く、弾性率が高いため軽量化が可能です。

・冷間圧延による製品のため方向性が強くなります。

・電気抵抗が高いです。

・溶接、蝋付がやや難しくなります。

・同じばね性でも引張強さが高いため、加工がしにくくなります。

 

同じオーステナイト系ステンレス鋼でもSUS301とSUS304は何が違うの?

SUS301とSUS304はどちらもオーステナイト系ステンレスですので外観は殆ど変わりません。

この2鋼種の違いは化学成分値(特にC、Cr、Ni値)にあり、SUS301は0.15C-17Cr-7Ni、SUS304は0.08C-18Cr-8Ni となります。

実は、この含有量の違いが圧延後の機械的特性に影響を及ぼし、SUS304に比べてSUS301の方が圧延でより高強度にすることが可能となります。

特にばね性を必要とする用途であれば、圧延により高強度になる“SUS301”をオススメいたします。

なお、加工性や耐食性を求めるのであれば“SUS304”を、更に耐粒界腐食性を必要とされる場合は“SUS304L”をオススメしております。

 

規格

弊社呼称

JIS 

国際規格 ISO683/13 アメリカUNS アメリカAISIASTM イギリス BS1449/2

ドイツ

DIN, VDEh17441

フランス

NFA 35-573

ロシア

ΓOCT5632

欧州規格

EN10088-1

SUS301

JIS G 4313

 

14 S30100 301 301S21 X12CrNi177 Z11CN17-08 07X16H6 X10CrNi18-8

SUS304

JIS G 4313

 

11 S30400 304 304S31 X5CrNi1810 Z7CN18-09 08X18H10 X4CrNi18-10

SUS304L

JIS G 4305

10 S30403 304L 304S22 X2CrNi1911 Z3CN18-11 03X18H11 X2CrNi19-11

 

化学成分

鋼種名

化学成分(%)

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

SUS301

≦0.15

≦1.00

≦2.00

≦0.045

≦0.030

16.00~18.00

6.00~8.00

SUS304

≦0.08

≦1.00

≦2.00

≦0.045

≦0.030

18.00~20.00

8.00~10.50

SUS304L

≦0.030

≦1.00

≦2.00

≦0.045

≦0.030

18.00~20.00

9.00~13.00

 

 

特金のメリット

◎高い品質と信頼性をお届けします

一般材では出来ない厳しい板厚公差や強度の均一性により、ばね用途として強度の安定性が得られます。

また、成分調整、製造履歴の厳重管理による高清浄化や組織調整により、優れた耐疲労性、高信頼性を得ることが出来ます。

 

◎高いばね性を有します

弊社ではSUS301-EH、SEHといった焼入鋼に匹敵する高硬度、バネ性の強い材料を製造することが可能です。

弊社の材料は高硬度でも加工による割れが起きにくく、お客様にご好評頂いています。

 

母材メーカーを限定することによってロット格差の少ない、ばね特性の強い材料を安定供給することが可能です。

 

◎極薄箔も製造いたします

弊社では板厚0.010~0.099mmの極薄箔の製造が可能です。

 

◎小ロットにも柔軟に対応いたします

弊社では標準300㎏で製造可能です。

またご相談頂ければさらに小ロットも検討可能です。

(対応可否はその時々にもよりますので、都度、ご確認下さい。)

 

◎ご希望の硬さに調整いたします

オーダーメイドで製造を行なっておりますので、希望の硬さに調節することが可能です。

 

◎表面肌をお選び頂けます

圧延ロールを変更することにより、ブライト仕上(光沢あり) か ダル仕上(梨地模様)をお選び頂けます。

また、ご指定によりヘアライン研磨(外注)も対応致します。

 

物理的性質

鋼種名

密度

g/cm3

比熱

J(kg·K)

熱膨張係数

(0~100℃)10-6/K

熱伝導率

W/(m·K)

電気抵抗

μΩ·cm

ヤング率

N/mm3

SUS301

7.93

502

16.9

16.3

72

193,000

SUS304

7.90

502

17.3

16.3

72

193,000

機械的性質

鋼種

記号

圧延のまま

低温焼鈍後

曲げ加工性

硬さ

HV

引張強さ

N/ mm2

伸び

%

バネ限界値

N/ mm2

硬さ

HV

引張強さ

N/ mm2

伸び

%

バネ限界値

N/ mm2

SUS301

SEH

530≦

1810≦

-

(650≦)

550≦

1940≦

-

(880≦)

-

EH

490≦

1570≦

-

(590≦)

505≦

1665≦

-

(785≦)

-

H

430≦

1320≦

-

(490≦)

440≦

1400≦

-

(655≦)

注)4tR90°曲げ可能

3/4H

370≦

1130≦

5≦

(390≦)

380≦

1175≦

4≦

(540≦)

2.5tR90°曲げ可能

1/2H

310≦

930≦

10≦

(315≦)

315≦

960≦

8≦

(390≦)

2tR90°曲げ可能

1/4H

250≦

860≦

25≦

-

253≦

880≦

20≦

-

1tR90°曲げ可能

SUS304

 

H

370≦

1130≦

-

(390≦)

385≦

1195≦

-

(590≦)

注)2tR90°曲げ可能

3/4H

310≦

930≦

3≦

(335≦)

320≦

970≦

2≦

(430≦)

2.5tR90°曲げ可能

1/2H

250≦

780≦

6≦

(275≦)

255≦

805≦

4≦

(315≦)

2tR90°曲げ可能

1.引張試験片はJIS13B号試験片 注)

2.繰返しタワミ試験のタワミ係数は167,000N/mm2

3.圧延直角方向の曲げ性の良い方向での曲げ

4.( )は参考値

 

図 SUS304/SUS301の圧延加工と機械的性質の相関図

 

タワミ係数

ばね用ステンレス鋼のタワミ係数(ヤング率)は、軟質のものが最も高く、圧延によって低下いたしますが、通常の使用範囲ではSUS301、304で167,000N/mm2であり、弊社ではばね限界値の計算にこれを標準として用いています。

銅合金(りん青銅98,000 N/mm2、ベリリウム銅118,000 N/mm2、洋白127,000 N/mm2)または、焼入れ鋼(206,000 N/mm2)のばねを置換される場合は、厚さまたは幅を加減されることが必要です。

 

〔例〕厚さt、幅b、長さℓの長方形のばねで自由端に荷重Wが作用したときの自由端のタワミδは

 

このばねで例えばベリリウム銅をSUS301へ置換される場合、同一タワミとするには

(1)SUS301の厚さ(t2)だけを変える時は、 

t1・・・ベリリウム銅の厚さ

 

 

(2)SUS301の幅(b2)だけ変える時は、 

b1・・・ベリリウム銅の幅

 

 

異方性

ばね用ステンレス鋼は、冷間圧延によって製造されていますので、必然的に異方性を有しています。

ゆえにばね性の高いものほど圧延率が高いため異方性も強くなりますので、ご使用に際しては異方性を考慮されることが必要であります。一般に強度(引張強さ、ばね限界値、降伏点、弾性率等)は圧延方向に直角な方向が強く、平行な方向が最も弱くなります。伸びはその逆の傾向を示します。従って曲げ加工は、曲げ軸が圧延方向に直角ないしは45°方向位までに収まるように材料取りに当たってご注意下さい。

また強度の高い材料ほど靭性が乏しくなり、スプリングバックが大きくなりますので、加工条件を十分ご検討の上ご使用下さい。

低温焼鈍

ばね用ステンレス鋼は圧延のままでも使用できますが、強いバネ性をご希望の場合は部品加工後400℃位で低温焼鈍を施されることをおすすめします。

この低温焼鈍は加工の後で行なうことが必要で、あらかじめ低温焼鈍を施したものに加工を加えますと低温焼鈍の効果がなくなります。低温焼鈍の条件としては400~420℃で1~2時間加熱するのが最適で、最高の性能が得られます。製品の性能、設備、作業条件によって200~450℃で適当時間処理しても構いません。

空気中の低温焼鈍によって表面に酸化皮膜(黄金色)が生じますが、この皮膜は弱塩酸または機械的表面処理等によって簡単に除去できます。なお、この400~420℃の低温焼鈍温度は機械的性質について最高の性能が得られますが、耐食性がやや悪くなりますので耐食性を重視される場合は、350℃以下の温度で処理されることをお奨めします。

また、材料表面に汚れた油やごみ等の異物が付着したまま低温焼鈍を行ないますと焼付を生じ、耐食性を害しますので事前にできる限り清浄にすることが必要です。

 

図 低温焼鈍の効果(HT:Heat Treatment)

ステンレス鋼打抜きのときの標準クリアランス

鋼種 引張強さ
N/mm2
せん断抵抗
N/mm2
標準クリアランス
SUS304 590〜685 470〜550 厚さ×7〜11
SUS430 440〜540 370〜440 厚さ×6〜10

ステンレス鋼加工の限界

鋼種 最小曲げ半径 限界絞り比
両面潤滑 ポンチ頭無潤滑
SUS304 厚さの0.5倍 2.12 2.16
SUS430 0.5〜1.0倍 2.00 1.95
軟鋼(リムド鋼) 0.5倍 2.18 2.25
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