[发明专利]用于弹簧的镀镍高碳钢丝及其制造方法

说明书

本发明涉及用于弹簧的镀镍高碳钢丝，特别是这样一种制造镀镍高碳钢丝的方法，它通过保持镀镍层的硬度为一恒定水平，能够改善该高碳钢丝的耐蚀性，本发明还涉及按此方法制造的高碳钢丝。

常规条件下，通常已经使用不锈钢丝作为制造弹簧的钢丝。不锈钢丝因其优越的耐腐蚀和有光泽而被广泛的应用。近来，不锈钢丝已经由高碳钢丝代替，因它具有极好的耐久性和易成型性，同时显示出在形成螺旋弹簧时，几乎没有尺寸偏差，就像没有长度限制或类似的那样。

然而，由于用于弹簧的高碳钢丝表面颜色为黑色，因此其外观不良。还有，由于高碳钢丝因其在耐蚀方面相对较差，甚至在很低的湿度条件下也容易生锈。

为了克服上述缺点，已开发出了镀镍高碳钢丝，以得到良好的外观和好的耐蚀性。虽然高碳钢丝在耐蚀性方面相对较差，镀镍的高碳钢丝在光泽和耐蚀性上，具有与不锈钢丝相同的性质。因而对镀镍高碳钢丝的需求有所增加。

这种高碳钢丝公开在日本专利公报No Sho 52-30214之中。其中在用于弹簧的高碳钢丝上进行镀镍，并随后进行拉拔，以制成螺旋弹簧，接着进行烤蓝处理。在此，镀镍钢丝因其表面特性具有润滑性，这有利于弹簧成型和降低装置的磨损。还有，该螺旋弹簧是完全干馏的，从而该善了镀层的附着力。

同样，日本专利公报No Sho 52-150755公开了一种技术，其中采用了在螺旋弹簧表面上进行特殊的抛光处理工艺，以提高其耐蚀性。

然而上述的镀镍高碳钢丝具有以下问题。即：其镀镍层有数微米的厚度，在拉拔时有可能产生裂纹，它可能导致在高碳钢丝上形成铁锈。具体地说，如果剥离和裂纹出现在镀镍层，那么镀镍层下高碳钢中就迅速生锈。所以，就不再有镀镍所应有的效果。与以上问题有关，通过适当控制镀镍层的硬度而防止裂纹产生是需要解决的关键问题。

为了防止成品拉拔高碳钢丝镀镍层中的裂纹，本发明的目的是提供一种利用通过控制成品拉拔钢丝的镀镍层的硬度以防止裂纹或剥离，从而制造镀镍高碳钢丝的方法。

本发明的另一个目的是提供由上述方法制造的镀镍高碳钢丝。

因此，为了达到第一目的，提供一种方法用来制造镀镍高碳钢丝，该方法包括步骤：在镀镍溶液中对高碳钢丝表面电镀的过程中，通过控制电流密度和加入到镀镍溶液中的抛光剂含量，在高碳钢丝的表面上形成具有维氏硬度120-350的镀镍层；并且通过对带有镀镍层的钢线材进行拉拔，使该镀镍层的硬度保持在这种硬度值，制造出成品钢丝。

在形成镀镍层的步骤中，最好电流密度为5-13A/dm²，抛光剂含量为0-6g/l。

根据本发明的另一方面，提供按权利要求1所述方法制造的高碳钢丝，其表面上具有维氏硬度为120-350的镀镍层。

本发明的上述目的和优点，通过参照附图对优选实施例的详细说明，将变得更为明显，附图中：

图1是一个与镀镍层的硬度相对应的铁锈生成时间的曲线图，在按照本发明的方法制造的高碳钢丝上进行盐雾试验而画出。

为了制造根据本发明的镀镍高碳钢丝，对高碳钢线棒材实施初步拉拔而得到中间线材。作为线棒材，最好使用含有重量为0.8％以上碳的高碳钢丝。通过初步拉拔使线棒材的直径减小到小于或等于1.8mm。

然后，将该中间线材浸入镀镍溶液池中进行电镀，一般，镀镍溶液中含有氨基磺酸镍，且该镀镍溶液可以包含硼酸、盐酸等类似的物质。

镀镍的中间线材经过成品拉拔最终得到具有所需直径的钢丝。通常，镀镍高碳钢丝的面积压缩率为40-95％。根据本发明的特点，成品拉拔后的高碳钢丝的镀镍层的硬度控制在具有120-350的维氏硬度范围。本发明人发现，为了防止在镀镍高碳钢丝上产生裂纹或剥离，成品拉拔后高碳钢丝的镀镍层的硬度必须保持在上述范围之内。

同样，本发明人已发现，镀镍层的硬度是由在高碳钢丝镀镍时的电镀条件决定的，特别地，在电镀过程中，电流密度和应用的抛光剂对确定镀镍层的硬度很重要。为了使镀镍层保持在120-350的维氏硬度(Hv)之间，在电镀过程中最好采用5-13A/dm²的电流密度和0-6g/l的抛光剂。其中，抛光剂最好采用以萘基抛光剂。

也就是说，在根据本发明对高碳钢丝镀镍的过程中，在电镀期间，通过控制电流密度和加入的抛光剂的量，将高碳钢丝的镀镍层硬度保持在维氏硬度120-350，从而防止镀镍层的裂纹和剥离。

本发明的操作和效果，通过以下例子可以清楚地了解。例子