[发明专利]疲劳特性优异的Si镇静钢线材、以及使用其的弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及疲劳特性优异的Si镇静钢线材以及由该Si镇静钢线材得到的弹簧。本发明的Si镇静钢线材作为要求高疲劳特性的加工品，例如，用于汽车的发动机、悬架等的阀弹簧、离合器弹簧、制动器弹簧、悬架弹簧等弹簧类；钢帘线等钢线类等的原材是有用的，特别是作为弹簧用钢是极其有用的。

背景技术

随着汽车等的轻量化、高输出功率化的要求提高，对于阀弹簧、悬架弹簧等弹簧类日益要求高疲劳特性，对于成为其原材的弹簧用钢，也要求疲劳特性的进一步提高。尤其对于阀弹簧用钢而言，疲劳特性提高的要求非常强烈。

对于要求高疲劳强度的弹簧用钢而言，需要极力减少存在于钢线材中成为破坏起点的非金属夹杂物，提出了各种各样的通过适当控制该非金属夹杂物的组成，从而减少非金属夹杂物造成的断线、疲劳折损的发生的技术。

由于Al₂O₃系夹杂物对疲劳特性是有害的，因而提出了利用使用Si进行脱氧的所谓“Si镇静钢”来提高疲劳特性的技术。

例如非专利文献1中记载，在阀弹簧用钢中，通过将夹杂物的组成控制为CaO-Al₂O₃-SiO₂系、MnO-Al₂O₃-SiO₂系的非晶质稳定组成从而热加工时的变形得到促进，不会成为疲劳破坏的起点而疲劳特性提高。

另外，专利文献1中记载有如下技术：以20ppm以下的范围添加Ca、Mg、La+Ce中的至少一种，另外，关于非金属夹杂物的平均组成，使Al₂O₃-SiO₂-MnO系中含有MgO或CaO中的至少一种。

另外，专利文献2和专利文献3中公开了一种适当地控制了长度(l)与宽度(d)之比(l/d)为5以下的非金属夹杂物的平均组成的高清洁度钢。其中，专利文献2中公开了如下技术：通过设成在规定量的SiO₂和MnO中包含CaO和MgO中的至少一种的夹杂物组成从而减少有害的夹杂物，并且通过将夹杂物低熔点化从而减小热轧时的夹杂物截面积(细长地拉伸)。另外，专利文献3中公开了如下技术：通过设成使CaO、MgO、Al₂O₃与一定范围的SiO₂共存的夹杂物组成从而将夹杂物低熔点化，减小热轧时的夹杂物截面积，并且进一步在冷加工时将其破坏。

另一方面，专利文献4～7是本发明申请人提出的。其中，专利文献4中记载了如下技术：以将氧化物控制为低熔点组成，进一步抑制目前几乎没有当作问题的以碳化物系、氮化物系和碳氮化物的析出物为起点的疲劳破坏的发生为目的，特别规定了这些析出物的大小。专利文献5中记载了如下技术，对于由于硬质而在轧制时难以变形、且在最终制品中残存而可能成为折损的原因的SiO₂，通过控制为理论上不生成SiO₂的组成，无论轧制条件都能够格外地抑制SiO₂的生成。专利文献6对受到热轧后的夹杂物的形态进行了研究，记载了如下技术：通过使上述夹杂物中存在大量细微的结晶，从而轧制时的夹杂物的分裂得到促进，在热轧时使夹杂物比以往更小型化。另外，专利文献7中记载了如下技术：通过形成在SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO系夹杂物中进一步积极地含有适量的LiO₂、K₂O中的1种以上的氧化物系夹杂物，从而确保高延展性，飞跃性地改善疲劳特性和拉丝加工性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特公平7-6037号公报

专利文献2：日本国特公平6-74484号公报

专利文献3：日本国特公平6-74485号公报

专利文献4：日本国专利2898472号公报

专利文献5：日本国专利4134204号公报

专利文献6：日本国专利4347786号公报

专利文献7：日本国专利4423050号公报

非专利文献

非专利文献1：三村毅、182·183次西山纪念讲座“夹杂物控制与高清洁度钢制造技术”，日本铁钢协会编，东京，2004年，p125

发明内容

发明要解决的课题