弹簧用钢丝制造技术

本发明专利技术的弹簧用钢丝，是通过淬火回火而具有回火马氏体组织的弹簧用钢丝。该钢丝，断面收缩率为４０％以上、在４２０℃～４８０℃下进行２小时以上的热处理后的钢丝的剪切屈服应力为１０００ＭＰａ以上。按质量％计，该钢丝含有Ｃ：０．５０～０．７５％、Ｓｉ：１．８０～２．７０％、Ｍｎ：０．１～０．７％、Ｃｒ：０．７０～１．５０％、Ｃｏ：０．０２～１．００％，其余部分为Ｆｅ和杂质，或按质量％计，优选含有Ｃ：０．５０～０．７５％、Ｓｉ：１．８０～２．７０％、Ｍｎ：超过０．７且不大于１．５％、Ｃｒ：０．７０～１．５０％，其余部分为Ｆｅ和杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过淬火回火而具有回火马氏体组织的弹簧用钢丝、适于该弹簧用钢丝制造的弹簧用钢丝的制造方法、以及由该钢丝制造的弹簧。特别是，涉及这样一种弹簧用钢丝，该钢丝适用于汽车的发动机阀弹簧或传动装置(トランスミッション)内部等中使用的弹簧，并且在高强度下疲劳特性也优异的高韧性的弹簧用钢丝。
技术介绍
对应于汽车的燃料低耗化，近年来，汽车的发动机或传动装置等的部件的小型轻量化正在发展。与此相伴，对于用于发动机的阀弹簧或传动装置的弹簧等的弹簧上负荷的应力要求一年比一年严格，而对于使用的弹簧材料也要求进一步提高疲劳特性。对于这些用于发动机的阀弹簧或传动装置的弹簧，以往使用硅铬系的油回火钢丝，例如，在专利文献1～3记载的产品是已知的。专利文献1特许第2842579号公报专利文献2特开2002-194496号公报专利文献3特许第3045795号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，对于用于发动机的阀弹簧或传动装置的弹簧等的弹簧所要求的特性，近年变得严格起来，对于弹簧用钢丝和弹簧要求进一步改的善。特别是，希望弹簧用钢丝和弹簧更具有疲劳特性和韧性的良好的平衡。另一方面，近年来，伴随着疲劳强度(疲劳极限)提高的要求，在弹簧加工后对弹簧进行高温(具体地是420℃～480℃左右)的热处理(氮化处理)。在专利文献1中记载的技术是，将钢丝的C(碳)含量设定为0.3-0.5重量％来谋求韧性的提高。但是，在将碳的含量设定为不到0.50重量％的低含量时耐热性下降，如果，对于将该钢丝进行弹簧加工而得到的弹簧进行上述高温的氮化处理时，疲劳强度下降，作为弹簧使用时，则成为内部折损的原因。在专利文献2中记载的技术是，通过使淬火后的奥氏体的平均结晶粒径为1.0～7.0μm这样的微细化组织上来谋求疲劳强度的提高。但是，为使奥氏体结晶粒径更小而使淬火时的温度成为低温时，会残留有末固溶碳化物，这成为韧性下降的主要原因。另外，由于韧性下降在钢丝的弹簧加工时容易发生折损，这会对弹簧的量产性带来不良的影响。在专利文献3中记载的技术是，在油回火时特意地通过使钢丝的表面脱碳而使表面硬度下降以谋求提高弹簧加工性，但是，难以在表面得到均一的脱碳层，不适于钢丝或弹簧的量产。另外，在钢丝的加热时(油回火时)必须控制氧浓度，与此相伴的是成本的上升。另外，在任一文献记载的技术都没有对于在钢丝进行弹簧加工后施加的氮化处理后材料(弹簧)内部的扭转方向的耐力，即，弹簧的剪切屈服应力都没有进行探讨。因此本专利技术的主要目的在于，提供疲劳强度和韧性双方都优异的高强度的弹簧钢丝。另外，本专利技术的另一目的还在于，提供由上述弹簧用钢丝制作的弹簧，以及适于制造上述弹簧用钢丝的制造方法。解决课题的措施本专利技术的弹簧用钢丝，通过将淬火回火后的钢丝的断面收缩率(绞り值)、和在上述淬火回火后实施了相当于氮化处理的热处理的钢丝的剪切屈服应力规定为特定的值，从而实现了本专利技术的目的。即，本专利技术是通过淬火回火而具有回火马氏体组织的弹簧用钢丝。该弹簧用钢丝的特征在于，断面收缩率为40％以上，在420℃～480℃下进行2小时以上的热处理后的钢丝的剪切屈服应力为1000Mpa以上。上述弹簧用钢丝，特别优选含有以下1～6中的任一化学成分。1.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn0.1～0.7％、Cr0.70～1.50％、Co0.02～1.00％，其余部分为Fe和杂质；2.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％，其余分为Fe和杂质； 3.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％、Ni0.1～1.0％和Co0.02～1.00％中的至少一种元素，其余部分为Fe和杂质；4.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn0.1～0.7％、Cr0.70～1.50％、Co0.02～1.00％，和按质量％计选自V0.05～0.50％、Mo0.05～0.50％、W0.05～0.15％、Nb0.05～0.15％、和Ti0.01～0.20％五种元素中的1种以上的元素，其余部分为Fe和杂质；5.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％，和按质量％计选自V0.05～0.50％、Mo0.05～0.50％、W0.05～0.15％、Nb0.05～0.15％、和Ti0.01～0.20％五种元素中的1种以上的元素，其余部分为Fe和杂质；6.按质量％计，含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％、Ni0.1～1.0％和Co0.02～1.00％中的至少一种元素，和按质量％计选自V0.05～0.50％、Mo0.05～0.50％、W0.05～0.15％、Nb0.05～0.15％、以及Ti0.01～0.20％五种元素中的1种以上的元素，其余部分为Fe和杂质。另外，作为上述本专利技术的弹簧用钢丝的制造中适用的制造方法，有以下的提案。即，本专利技术的弹簧用钢丝的制造方法包括以下的工序将以下(A)～(C)中任一个中记载的化学成分的钢材进行钢丝韧化处理(パテンチング)的工序；将上述进行了钢丝韧化处理的钢材进行拉丝加工的工序；对上述进行了拉丝加工的钢丝实施淬火回火的工序。上述钢丝韧化处理，具有在900～1050℃下进行60～180秒加热的奥氏体化工序；和在上述奥氏体化工序后于600～750℃下进行20～100秒加热的等温转变工序。(A)按质量％计，该钢材含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn0.1～0.7％、Cr0.70～1.50％、Co0.02～1.00％，其余部分为Fe和杂质；(B)按质量％计，该钢材含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％，其余部分为Fe和杂质；(C)按质量％计，该钢材含有C0.50～0.75％、Si1.80～2.70％、Mn超过0.7且不大于1.5％、Cr0.70～1.50％、以及Ni0.1～1.0％和Co0.02～1.00％中的至少一种元素，其余部分为Fe和杂质；除了上述(A)～(C)的化学成分以外，按质量％计，钢材还可以含有选自V0.05～0.50％、Mo0.05～0.50％、W0.05～0.15％、Nb0.05～0.15％、以及Ti0.01～0.20％五种元素中的1种以上的元素。以下，对本专利技术进行更详细地说明。(疲劳特性的提高)为了提高弹簧的疲劳特性，希望抑制弹簧的疲劳破坏。反复使用弹簧时，对于该弹簧，同时在拉伸方向以及压缩方向和剪切方向施加交变应力(缲り返し応力)。由于这样外加的交变应力，弹簧局部的或集中的发生反复滑移变形(塑性变形)，在弹簧的表面附近发生凹凸并产生龟裂以至达到破坏，即，成为疲劳破坏。因此，为抑制弹簧的疲劳破坏，采取抑制上述局部的，或集中的塑性变形是有效的。为了抑制这样的塑性变形，以往是将钢丝进行弹簧加工后进行氮化处理等热处理来提高弹簧的表面硬度，提高疲劳极限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧用钢丝，该弹簧用钢丝是通过淬火回火而具有回火马氏体组织的弹簧用钢丝，其中，断面收缩率为４０％以上，在４２０℃～４８０℃下进行２小时以上的热处理之后的钢丝的剪切屈服应力为１０００ＭＰａ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤野善郎，河部望，村井照幸，山尾宪人，盐饱孝至，
申请(专利权)人：住友电工钢铁电缆株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]