[发明专利]弹簧加工性优异的高强度弹簧用钢线材及其制造方法、以及高强度弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及用于汽车的阀簧等，具有高加工性(拉丝性、卷绕性以及后述的SV性)的高强度弹簧用钢线材其制造方法，以及由该高强度弹簧用钢线材得到的高强度弹簧(硬拉弹簧、油回火弹簧)等。

背景技术

在用于汽车的弹簧中，已知主要有用于发动机的阀簧，该阀簧主要是对经过拉丝加工的线材进行油回火处理(以下称为“OT处理”)后，再实施用于提高弹簧性能的淬火－回火处理后加工(卷绕)成弹簧形状而制造的。在这样的弹簧的制造工序中，使生产效率降低的主要原因有拉丝中的断线和拉丝后的卷绕中的断线(折损)。因为这些制造损坏伴随着装置的长时间的停止，所以会使生产效率大幅降低。

因此，作为抑制拉丝中的断线的技术，大量提出了轧制材组织、拉丝前处理、拉丝润滑剂等的改良技术。另外，也提出了各种抑制卷绕中的折损(将其称为“卷绕折损”)而使卷绕性良好的技术。

作为使卷绕性良好的技术，例如在专利文献1中提出：在OT处理前(即拉丝后)实施线材的表面处理，且使OT处理线材制造时的表层氧化皮残存，以实现线材表面瑕疵的减少，通过降低表层粗糙度而降低OT处理线材的表面粗糙度，使卷绕性提高。但是，在线材表面发生裂纹时，即使控制表面粗糙度也无法去除掉裂纹，由于该裂纹而致使发生卷绕折损，卷绕性降低。

另外在专利文献2中，是通过热处理线材的氮控制来减少未熔化碳化物，从而改善卷绕性。但是，减少未熔化碳化物虽然对于组织的韧性和加工性的改善有效，但对于以加工处理损伤、裂纹等为起点的卷绕折损的抑制存在界限。

于是，在阀簧的制造中，会实施表面刮削工序(以下，称为“SV工序”)，即，以热轧加工成规定的线径的圆线，卷取成卷状而进行冷却后，在700℃左右施加退火而使之软化，除去表层的脱碳部的工序，但要求该SV工序时的加工性(将其称为“SV性”)也良好。

作为使SV性良好的技术，例如在专利文献3中提出以下技术，其是在终轧后进行紧密地卷取，使卷状载置时的环绕间距为环绕直径的1/10以下并进行缓冷，从而降低轧制材的硬度，可以在保持轧制状态下进行SV工序的实施。在此方法中，虽然组织的硬度降低，但是进行了缓冷中的晶粒的粗大化，晶粒度的偏差也大，因此加工性降低，作为高强度弹簧钢的加工不适用。另外，缓冷中的脱碳也严重，使作为制品的弹簧的品质降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－235523号公报

专利文献2：国际公开第2007－114491号

专利文献3：日本特开平5－7912号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了解决现有技术中的课题而完成的，其目的在于，提供一种在弹簧制造时能够发挥拉丝性、卷绕性、SV性均良好的特性的高强度弹簧用钢线材、用于制造这种高强度弹簧用钢线材的有用的方法、以及以高强度弹簧用钢线材作为原材而得到的高强度弹簧等。

用于解决课题的手段

能够解决上述课题的所谓本发明的高强度弹簧用钢线材，是热轧后的钢线材，其在如下几点具有要旨，分别含有C：0.4～0.8％(表示“质量％”，涉及化学成分组成以下同样)、Si：1.5～3.5％、Mn：0.3～1.5％、Cr：0.03～0.4％和Al：0.005％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，是珠光体面积率为90％以上的组织，且距表面深0.5mm的珠光体团的粒度号(以下称为“珠光体团粒度号”或“珠光体团尺寸”)的平均值Pave及其标准偏差Pσ分别满足下述(1)式、(2)式：

8.0≤Pave≤12.0…(1)；

0.0＜Pσ≤0.5…(2)。

在本发明的高强度弹簧用钢线材中，根据需要还含有如下成分也有效：(a)选自V：0.5％以下(不含0％)、Nb：0.5％以下(不含0％)、Ni：2.0％以下(不含0％)和Mo：0.5％以下(不含0％)中的一种以上；(b)Cu：0.7％以下(不含0％)；(c)B：0.01％以下(不含0％)等，根据所含有的成分，高强度弹簧用钢线材的特性得到进一步改善。

在制造上述这样的高强度弹簧用钢线材时，使载置温度为750～1000℃而将热轧后的钢线材卷取为卷状后，在冷却输送机上以1℃/秒以上的冷却速度急速且均匀地将线材冷却至750℃以下的温度，使继续进行的缓冷的开始温度在卷材的密部和疏部均为650～750℃的范围内，且使卷材的密部和疏部的温差为50℃以下即可。