[发明专利]高强度弹簧用钢线

说明书

技术领域

本发明涉及在冷态下被卷绕、而且实施热处理、氮化处理、喷丸等来制造的作为高强度弹簧的坯料使用的高强度弹簧用钢线。

背景技术

随着汽车的轻量化、高性能化，对汽车发动机的阀簧、汽车悬架的悬架弹簧、离合器弹簧、制动弹簧等弹簧的负荷增大，近年来需求抗拉强度超过2000MPa的高强度弹簧用钢线。

制造高强度弹簧时，将作为坯料的高强度弹簧用钢线在冷态下进行卷绕(冷卷绕)，而且实施消应力退火等的热处理和/或氮化处理。因此，对高强度弹簧用钢线要求抑制因加热引起的软化，即回火软化抗力。

另外，对弹簧要求疲劳特性，因此通过以高强度弹簧用钢线为坯料，而且进行氮化处理和/或喷丸，来提高弹簧的表层的硬度。

但是，弹簧的耐久性之中，关于弹力减弱特性并非由表层的硬度决定，弹簧的母材的硬度有较大影响。因此，为了提高弹力减弱特性，高强度弹簧用钢线的回火软化抗力很重要。

此外，在冷卷绕的情况下，制造作为坯料的高强度弹簧用钢线时，可以采用能够进行快速加热和快速冷却的油回火处理、高频处理等。因此，能够减小弹簧用钢线的原始奥氏体粒径，得到断裂特性优异的弹簧。

但是，如果弹簧用钢线的强度变高，则在冷卷中有时发生折损，不能够成形为弹簧形状。

对于这样的问题，本发明者们的一部分人曾提出了控制了残余奥氏体、非金属夹杂物、碳化物等的高强度弹簧用钢线(例如，参照专利文献1～6)。

在专利文献1和2中提出的高强度弹簧钢，通过冷卷绕相变成加工诱发马氏体，抑制了使可加工性降低的残余奥氏体的生成、和成为断裂的起点的非金属夹杂物。

另外，在专利文献3提出的高强度弹簧钢，是控制碳化物、将原始奥氏体微细化，来谋求强度和冷卷绕性的兼备的钢。

此外，在专利文献4～7提出的高强度弹簧钢，是控制残余奥氏体和碳化物，将原始奥氏体微细化，来谋求强度和冷卷绕性的兼备的钢。特别是抑制成为断裂起点的粗大的氧化物和碳化物的生成，除了碳化物的析出状态以外，还控制残余奥氏体，抑制了高强度弹簧用钢线的疲劳特性和可加工性的劣化。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2000-169937号公报

专利文献2：日本特开2003-3241号公报

专利文献3：日本特开2002-180198号公报

专利文献4：日本特开2002-235151号公报

专利文献5：日本特开2006-183137号公报

专利文献6：日本特开2006-342400号公报

专利文献7：国际公开第WO2007/114491号

发明内容

但是，近年来，为了提高高强度弹簧的耐久性，正在研究氮化处理的高温化。因此，对高强度弹簧用钢线要求回火软化抗力的进一步提高。

在专利文献4～7提出的高强度弹簧用钢线，虽然可以就强度和冷卷绕性的兼备进行改善，但是就回火软化抗力和冷卷绕性的兼备而言研究并不充分。

本发明的目的在于提供一种冷卷绕性优异，即使在500℃保持1小时后也可维持抗拉强度和硬度的具有优异的回火软化抗力的高强度弹簧用钢线。

本发明者们严格地控制C、Si、Mn、Cr、V的含量以抑制球状碳化物的生成，并且有效利用残余奥氏体，由此得到了弹簧用钢线的强度和冷卷绕性比以往提高这样的见解。

此外，本发明者们就在比以往高温的温度下进行回火时的高强度弹簧用钢线的回火软化抗力进行了研究。

其结果得到了下述见解：为了提高高强度弹簧用钢线的回火软化抗力，必须复合添加Mo和W，并控制Mo和W的含量的合计(Mo+W)。

本发明是基于这样的见解而完成的，其发明的要旨如下。

(1)一种高强度弹簧用钢线，其特征在于，以质量％计，含有：

C：0.67％以上且低于0.75％、

Si：2.0～2.5％、

Mn：0.5～1.2％、

Cr：0.8～1.3％、

V：0.03～0.20％、

Mo：0.05～0.25％、

W：0.05～0.30％、和

N：0.003～0.007％，

Mn和V的含量的合计为0.70％≤Mn+V≤1.27％，Mo和W的含量的合计为0.13％≤Mo+W≤0.35％，

并限制为：

P：0.025％以下、

S：0.025％以下、和