[发明专利]弹簧用钢线及弹簧

说明书

该弹簧用钢线以质量％计含有C：0.40～0.75％、Si：1.00～5.00％、Mn：0.20～2.00％、P：0.0001～0.0500％、S：0.0001～0.0500％、Cr：0.50～3.50％、Al：0.0005～0.0500％、N：0.0020～0.0100％、Mo：0～2.00％、V：0～0.50％、W：0～0.50％、Nb：0～0.100％、Ti：0～0.100％、Ca：0～0.0100％、Mg：0～0.0100％、Zr：0～0.1000％、B：0～0.0100％、Cu：0～1.00％、Ni：0～3.00％，剩余部分包含Fe及杂质，其中，组织以面积率计包含90％以上的回火马氏体，原奥氏体粒度号数为12.5号以上，当量圆直径为0.15～0.50μm的铁系碳化物的存在密度为0.40个/μm²～2.00个/μm²。

技术领域

本发明涉及主要在汽车中使用的阀簧、离合器减震弹簧、悬挂弹簧等高强度弹簧中使用的弹簧用钢线，特别涉及弹簧加工后的耐弹力减弱性优异的高强度弹簧用钢线及由该钢线制成的弹簧。

本申请基于2015年09月04日在日本申请的特愿2015-174730号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

伴随着汽车的轻量化、高功能化，对于在上述各种用途中使用的弹簧，也被定向于设计应力的高应力化。在此情况下，弹簧的负载应力增大，因此要求疲劳强度、耐弹力减弱性优异的弹簧。所谓弹力减弱是指在应力负载中发生塑性变形。因此，在耐弹力减弱性低的情况下，会产生下述问题：在高应力负载中弹簧的弹力减弱量变大，作为弹簧的复原力降低。

作为在上述各种用途中使用的弹簧，主要使用冷成形弹簧。冷成形弹簧是通过对预先对钢进行淬火回火处理而得到的高强度钢线在冷态下进行弹簧加工来制造的。一般来说，作为提高这样的弹簧的疲劳强度、耐弹力减弱性的手段，已知的是提高淬火回火后的抗拉强度。

另外，如专利文献1、2中所示的那样，提出了下述技术：通过大量含有Si等合金元素作为化学组成，从而提高钢线的抗拉强度，使疲劳强度及耐弹力减弱性提高。但是，如果通过这样的手段来提高钢线的抗拉强度，则延展性、韧性会显著降低，担忧其无法进行弹簧加工或者所得到的弹簧变得无法承受作为弹簧的使用。

除了上述以外，一直以来提出了各种提高耐弹力减弱性的手段。例如在专利文献3中提出了下述技术：通过使100nm以下的微细的渗碳体分散于钢中，从而使弹簧的耐弹力减弱性得以提高。但是，在专利文献3中，为了抑制该微细的渗碳体在热处理时分解、消失，需要在渗碳体中使Cr、V浓集，将Cr浓度及V浓度设定为规定浓度以上。由于Cr、V等合金元素浓集了的微细的渗碳体的延展性、韧性会显著低下，因此担忧专利文献3的技术无法进行由钢线向弹簧的弹簧加工或者所得到的弹簧变得无法承受作为弹簧的使用。

另外，在专利文献4中提出了下述技术：通过对主要由马氏体及贝氏体组织形成的钢材进行冷加工后、进行淬火回火、将原奥氏体晶粒微细化、并且尽量减少未溶解碳化物，从而使悬挂弹簧的耐弹力减弱性提高。但是，在专利文献4的技术中，需要对主要由马氏体及贝氏体组织形成的弹簧钢进行冷加工。像弹簧钢那样，高碳的钢的马氏体及贝氏体组织脆而难以进行冷加工。

此外，在专利文献5～8中也提出了下述技术：通过减少未溶解碳化物(渗碳体)的量来改善疲劳特性、耐弹力减弱性。但是，就这样的技术而言，疲劳特性、耐弹力减弱性的改善的效果小。

如以上那样，以往所提出的提高耐弹力减弱性的技术尚不充分，能够应对近年来的弹簧的高强度化要求的可以提高弹簧的耐弹力减弱性的高强度弹簧用钢线目前尚未得到。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2613601号公报

专利文献2：日本特开平2-57637号公报

专利文献3：日本专利第4868935号公报