JP6249846B2 - 伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 - Google Patents
伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6249846B2 JP6249846B2 JP2014059932A JP2014059932A JP6249846B2 JP 6249846 B2 JP6249846 B2 JP 6249846B2 JP 2014059932 A JP2014059932 A JP 2014059932A JP 2014059932 A JP2014059932 A JP 2014059932A JP 6249846 B2 JP6249846 B2 JP 6249846B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- steel wire
- wire
- less
- wire drawing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 title claims description 79
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 60
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 60
- 238000005452 bending Methods 0.000 title claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 40
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 10
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 6
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/009—Pearlite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Springs (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
TS≦1250MPa、RA≧35% ・・・(1)
TSσ≦55.0、RAσ≦6.0 ・・・(2)
を適切に制御するようにした。その結果、伸線加工性と伸線加工後の曲げ加工性が良好である高強度ばね用鋼線材を提供できる。また、このような高強度ばね用鋼線材は高強度ばねを製造するための素材として極めて有用である。
TS≦1250MPa、RA≧35% ・・・(1)
TSσ≦55.0、RAσ≦6.0 ・・・(2)
本発明のばね用鋼線材は、パーライト組織を主相とするものである。パーライト組織以外の組織としては、ベイナイト、マルテンサイト等の過冷組織や、フェライトが含まれることがある。ベイナイトやマルテンサイト等の過冷組織が増加すると、延性や靭性が低下して、皮削り処理時や伸線加工処理時に断線が生じやすくなる。またフェライトが増加すると、組織が不均一となって伸線加工性が低下したり、伸線加工後にボイド等の内部欠陥が生じて伸線加工後の曲げ加工性が低下することがある。本発明ではパーライト組織の面積率を高めて、相対的にベイナイト等の上記望ましくない組織を抑制し、均一なパーライト主体の組織とすることによって、断線や内部欠陥などを減少させ、伸線加工性や伸線加工後の曲げ加工性を向上させている。こうした効果を得るために、全組織に占めるパーライト組織の面積率を95%以上とする必要があり、好ましくは97%以上、より好ましくは98%以上である。
引張り強さ(TS)と絞り(RA)はいずれも鋼線材の伸線加工時の断線を抑制するために重要な指標である。本発明では、熱間圧延して得られた鋼線材に、熱処理を施さずに皮削り処理(SV処理)を施し、その後、軟化焼鈍処理若しくは高周波加熱を施してから伸線加工を行う。このような製造工程において、延性が乏しいとSV処理や伸線加工時に断線が生じやすくなる。特に引張り強さ(TS)が高すぎたり、絞り(RA)が低すぎる場合は、SV処理や伸線加工時に断線が生じやすくなる。このような断線を抑制する観点から、本発明では機械的性質を適切に制御することとした。具体的には、鋼線材の引張り強さ(TS)を1250MPa以下、好ましくは1200MPa以下とする。また鋼線材の絞り(RA)を35%以上、好ましくは40%以上とする。
更に本発明では機械的性質のばらつきを適切に制御することとした。圧延線材は、冷却時のコイルの密部と疎部で冷却速度が異なるため、機械的性質に大きな差異が生じる場合がある。そのため、SV処理や伸線加工処理での断線、および伸線加工後の組織中の欠陥発生を抑制して伸線加工後の曲げ加工性を向上させる観点から、引張り強さ(TS)と絞り(RA)ばらつきを低減することが望ましい。そこで本発明では引張り強さの標準偏差(TSσ)を55.0以下、好ましくは50.0以下、より好ましくは48以下とする。また絞りの標準偏差(RAσ)を6.0以下、好ましくは5.0以下、より好ましくは4.8以下とする。
鋼線材の所定位置における特定のパーライト組織の面積率の制御は、伸線加工、および伸線加工後の曲げ加工性などにおける断線の抑制に有効である。本発明では上記したようにパーライトを主相とする金属組織であるが、線材内部においてラメラ間隔の粗いパーライト組織が存在すると、該パーライト組織は変形能に乏しいため、断線の原因となる組織中の欠陥となりやすい。また該欠陥は熱処理後も組織中に残存することが多いため、抑制することが望ましい。こうした欠陥を抑制する観点から、本発明では鋼線材の直径dの1/4位置における0.9μm以上のラメラ間隔を有するパーライト組織の面積率の合計を20%以下、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下とする。また上記欠陥を抑制する観点から好ましくは0.8μm以上、より好ましくは0.7μm以上のラメラ間隔を有するパーライト組織の面積率の合計を上記範囲に制御することが望ましい。また上記のような要件を満足する線材は、SV性も良好となる。
Cは、鋼材の基本的な強度を確保し、ばねの強度・耐へたり性の上昇に有効な元素である。このような効果を得るために、Cは0.5%以上含有させる必要がある。C含有量の増加に伴ってばねの強度・耐へたり性は向上する。しかしながらC添加量が過剰になると粗大セメンタイトを多量に析出し、延性が低下し、伸線加工性や伸線加工後の曲げ加工性、およびばね特性に悪影響を及ぼすことがある。そのためC含有量は、0.8%以下とする必要がある。C含有量の好ましい下限は0.55%以上、より好ましくは0.6%以上であり、好ましい上限は0.75%以下、より好ましくは0.7%以下である。
Siは、鋼の脱酸、及びばねの強度、硬度、および耐へたり性を確保するために必要な元素である。このような効果を得るために、Siは1.5%以上含有させる必要がある。しかしながら、Si含有量が過剰になると、材料を硬化させるだけでなく、延性の低下により伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性を低下させる他、表面の脱炭が増加してSV処理性、およびばね疲労特性を低下させることがある。そのためSi含有量は2.5%以下とする必要がある。Si含有量の好ましい下限は1.7%以上、より好ましくは1.8%以上であり、好ましい上限は2.3%以下、より好ましくは2.2%以下である。
MnはSiと同様に、鋼の脱酸に必要な元素である。また鋼中SをMnSとして固定することに加えて、焼入れ性を高めてばね強度の向上に貢献する。このような効果を得るために、Mnは0.5%以上含有させる必要がある。しかしながら、Mn含有量が過剰になると、焼入れ性が過度に高くなって、マルテンサイト、ベイナイト等の過冷組織が生成しやすくなる。その結果、伸線加工性、伸線加工後の曲げ加工性が低下する。そのためMn含有量は1.5%以下とする必要がある。Mn含有量の好ましい下限は0.7%以上、より好ましくは0.8%以上であり、好ましい上限は1.3%以下、より好ましくは1.2%以下である。
Niは、熱間圧延時の脱炭を抑制する他、焼入れ焼戻し後の延性、靭性、および耐腐食性の向上に寄与する。このような効果を得るために、Niは0.05%以上含有させる必要がある。しかしながら、Ni含有量が過剰になると焼入れ性が過度に高くなるため、マルテンサイト、ベイナイト等の過冷組織が生成しやすくなる。その結果、伸線加工性、伸線加工後の曲げ加工性が低下する。また、オイルテンパー線(OT線)の製造工程である焼入れ焼戻しで残留オーステナイトが過度に生成するので、ばねの耐へたり性を著しく低下させる。そのため、Ni含有量は0.5%以下とする必要がある。Ni含有量の好ましい下限は0.10%以上、より好ましくは0.15%以上であり、好ましい上限は0.30%以下、より好ましくは0.25%以下である。
Crは、焼入れ性を高めてばね強度を向上させることに加え、Cの活量を低下させて圧延時や熱処理時の脱炭を防止する効果がある。このような効果を得るために、Crは0.05%以上含有させる必要がある。しかしながらCr含有量が過剰になると、Cr系合金炭化物、窒化物、炭窒化物の析出が過剰となり、延性が低下して伸線加工性、伸線加工後の曲げ加工性を低下させる。そのため、Cr含有量は2.5%以下とする必要がある。Cr含有量の好ましい下限は0.10%以上、より好ましくは0.20%以上であり、好ましい上限は2.2%以下、より好ましくは2.0%以下である。
Vは、熱間圧延および焼入れ焼戻し処理において結晶粒を微細化する作用があり、延性、靭性を向上させる。また、ばね成形後の歪取焼鈍時に2次析出硬化を起こしてばねの強度の向上に寄与する。このような効果を得るために、Vは0.05%以上含有させる必要がある。しかしながらV含有量が過剰になると、CrとVの複合合金炭化物の析出が過剰となり、延性が低下して伸線加工性、伸線加工後の曲げ加工性が悪化する。そのため、V含有量は0.5%以下とする必要がある。V含有量の好ましい下限は0.10%以上、より好ましくは0.15%以上であり、好ましい上限は0.3%以下、より好ましくは0.2%以下である。
Nbは熱間圧延、および焼入れ・焼戻し処理において結晶粒を微細化する作用があり、延性を向上させる効果がある。しかしながらNbを過剰に含有させると、CrとNbの複合合金炭化物の析出が過剰となり、延性が低下し伸線加工性、曲げ加工性を低下させる。そのため、Nb添加量は0.10%以下とする。Nb含有量の好ましい下限は0.01%以上、より好ましくは0.02%以上であり、好ましい上限は0.07%以下、より好ましくは0.05%以下である。
Moは、ばね成形後の歪取焼鈍時に2次析出硬化を起こしてばねの強度の向上に寄与する。しかしながら、Mo含有量が過剰になると、CrとMoの複合合金炭化物の析出が過剰となり、延性が低下し伸線加工性、伸線加工後の曲げ加工性を低下させる。そのため、Mo添加量は0.50%以下とする。Mo含有量の好ましい下限は0.05%以上、より好ましくは0.10%以上であり、好ましい上限は0.40%以下、より好ましくは0.30%以下である。
Cuは、熱間圧延時の脱炭を抑制する効果がある。また耐腐食性の向上にも寄与する。しかしながら、Cuを過剰に含有させると熱間延性を低下させ、熱間圧延時に割れを生じる危険がある。そのため、Cu含有量は0.50%以下とする。Cu含有量の好ましい下限は0.05%以上、より好ましくは0.10%以上であり、好ましい上限は0.40%以下、より好ましくは0.30%以下である。
Bは、焼入れ性の向上とオーステナイト結晶粒界の清浄化による延性・靱性の向上効果がある。このような効果を得るために、Bは0.0010%以上含有させることが望ましい。しかしながら、Bを過剰に含有させるとFeとBの複合化合物が析出し、熱間圧延時の割れを引き起こす危険がある。また、焼入れ性が過度に向上するため、ベイナイト等の過冷組織が生成し、圧延線材の延性を低下させることがある。そのため、B含有量は0.0100%以下とする。B含有量の好ましい下限は0.0015%以上、より好ましくは0.0020%以上であり、好ましい上限は0.0050%以下、より好ましくは0.0040%以下である。
図1に示すように2トンコイルの各位置、すなわち、コイル全体の1/3までのTOP、コイル全体の1/3までのBOT、前記TOP、およびBOTを除いた残りの1/3のMIDから夫々3巻ずつ、合計9巻をサンプリングした。図3に示すように各リングを円周方向に8分割、すなわち、コイル長手方向に8分割して採取したサンプル、すなわち、サンプル数(n)=72で引張り試験(TS)、および絞り(RA)を実施した。また引張り強さの標準偏差(TSσ)、及び絞りの標準偏差(RAσ)は全サンプル(n=72)から求めた。
上記2トンコイルのTOP、MID、およびBOTの各位置で引張強度(TS)が最大のもの、および最小のものを夫々2本ずつ、合計6本をサンプリングした。まず、各サンプルの横断面を埋め込み研磨し、ピクリン酸を用いた化学腐食を実施した。次に図4に示すように横断面の直径d×1/4位置を光学顕微鏡を用いて倍率400倍で200μm×200μmの領域にて写真を撮影した。該撮影は図示するように互いに90度をなす4箇所において行った。光学顕微鏡写真の画像をプリントアウトして、透明フィルムを重ねた上から白い部分を黒マジックで塗りつぶした後、透明フィルムをスキャナーでパーソナルコンピューターに取り込み、画像解析ソフト(Media Cybernetics社製「Image Pro Plus」)を用いて、画像を2値化した後、パーライト面積率を求めた。なお、光学顕微鏡写真の画像が白い部分をフェライトおよび下部ベイナイトとした。1サンプル当たり4視野のパーライト面積率から平均値を求めた。本発明では全6サンプル(各4箇所)のパーライト面積から平均値を算出した。なお、表層に脱炭層が存在する場合には、JIS G 0058で規定される全脱炭部は測定部位から除外した。面積率について、表3には以下の基準で表記した(表中、「圧延線材組織」欄)。
P:パーライト組織の面積率が95%以上
P+B:パーライト組織の面積率が95%未満、且つベイナイト組織が生成
P+B+M:パーライト組織の面積率が95%未満、且つベイナイト組織とマルテンサイト組織が生成
上記2トンコイルの各位置(TOP、MID、BOT)で引張強度(TS)が最小のものを夫々1本づつ、合計3本をサンプリングした。上記パーライトの面積率と同様、研磨、化学腐食を実施した。次に図4に示すように横断面の直径d×1/4位置を走査型電子顕微鏡(SEM、倍率:2000倍、50μm×40μmの領域)にて撮影した。該撮影は図示するように4箇所において行った。
皮削り処理性は、コイルのTOP側1トン全量(コイル全体×1/2)に熱処理を加えることなく皮削り処理を実施し、該皮削り処理での断線の有無で評価した(表中、「SV性」)。
A(合格 皮削り処理性が良い) :断線が生じなかったコイル
F(不合格 皮削り処理性が悪い):断線が生じたコイル
伸線加工性は、皮削り処理後のコイルを600℃で3時間の焼鈍処理を施した後、酸洗処理、ボンデ処理を施し、連続伸線機で1パス当たりの減面率を15〜20%として総減面率85%まで伸線し、伸線時の断線の有無で評価した(表中、「伸線加工性」)。なお、表中の「−」は、上記皮削り処理によって断線が生じたため(表中、「SV性」が「F」)、伸線加工を行わなかったことを示す。
A(合格 伸線加工性が良い) :断線の生じなかったコイル
F(不合格 伸線加工性が悪い):断線が生じたコイル
伸線後に自径巻きを1000巻き行った際の折損回数(自径巻き折損回数)で評価した(表中、「コイリング性」)。なお、表中の「−」は、上記皮削り処理で断線が生じたか(表中、「F」)、或いは伸線加工によって断線が生じたため(表中、「F」)、伸線後の曲げ加工を行わなかったことを示す。
折損回数0回(コイリング性が良い) :自径巻きで折損が生じなかったコイル
折損回数1回以上(コイリング性が悪い):自径巻きで折損が生じたコイル
Claims (4)
- C :0.5〜0.8%(%は「質量%」の意味、化学成分組成について以下同じ)、 Si:1.5〜2.5%、
Mn:0.5〜1.5%、
Ni:0.05〜0.5%、
Cr:0.05〜2.5%、
V:0.05〜0.5%
を夫々含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、
全組織に占めるパーライト組織の面積率が95%以上であり、
引張り強さ(TS)、および絞り(RA)が下記式(1)を満足すると共に、引張り強さの標準偏差(TSσ)、および絞りの標準偏差(RAσ)が下記式(2)を満足し、
且つ鋼線材の直径d×1/4位置における0.9μm以上のラメラ間隔を有するパーライト組織の面積率が20%以下であることを特徴とする伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材。
TS≦1250MPa、RA≧35% ・・・(1)
TSσ≦55.0、RAσ≦6.0 ・・・(2) - 更に、
Nb:0%超〜0.10%、
Mo:0%超〜0.50%、
Cu:0%超〜0.50%、および
B:0.0010〜0.0100%よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する請求項1に記載の高強度ばね用鋼線材。 - 請求項1または2に記載の高強度ばね用鋼線材の製造方法であって、請求項1または2に記載の化学成分組成を満足する熱間圧延後の鋼線材を載置温度:750〜890℃としてコイル状に巻き取った後、冷却コンベア上にて2.0〜10.0℃/秒の平均冷却速度でコイルの密部とコイルの疎部を徐冷の開始温度まで冷却し、引続き1.0℃/秒以下の平均冷却速度で120秒以上徐冷することとし、前記徐冷の開始温度を、コイルの密部とコイルの疎部の温度が、600〜650℃の範囲内で、且つ前記コイルの密部と前記コイルの疎部の温度差が30℃以下となるようにすることを特徴とする高強度ばね用鋼線材の製造方法。
- 請求項1または2に記載の高強度ばね用鋼線材に、熱処理することなく皮削り処理を施し、その後、軟化焼鈍若しくは高周波加熱を施してから伸線加工を行った後、焼入れ焼戻し処理を施してばねに成形加工することを特徴とする高強度ばねの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014059932A JP6249846B2 (ja) | 2013-03-25 | 2014-03-24 | 伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013063012 | 2013-03-25 | ||
JP2013063012 | 2013-03-25 | ||
JP2014059932A JP6249846B2 (ja) | 2013-03-25 | 2014-03-24 | 伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014208900A JP2014208900A (ja) | 2014-11-06 |
JP6249846B2 true JP6249846B2 (ja) | 2017-12-20 |
Family
ID=51624113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014059932A Expired - Fee Related JP6249846B2 (ja) | 2013-03-25 | 2014-03-24 | 伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6249846B2 (ja) |
KR (1) | KR101770490B1 (ja) |
CN (1) | CN105051230B (ja) |
DE (1) | DE112014001616T5 (ja) |
WO (1) | WO2014157142A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105112774B (zh) * | 2015-08-28 | 2017-12-01 | 浙江美力科技股份有限公司 | 高强韧性低中碳微合金风冷硬化弹簧钢及其成形和热处理工艺 |
KR101797381B1 (ko) | 2016-08-02 | 2017-11-14 | 주식회사 포스코 | 내식성이 우수한 스프링용 강선 및 이의 제조방법 |
CN106544494B (zh) * | 2017-01-18 | 2017-12-15 | 中钢集团郑州金属制品研究院有限公司 | 一种适用于1Cr17Ni2不锈钢冷拉线材的在线软化退火方法 |
KR102020385B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2019-11-04 | 주식회사 포스코 | 내부식 피로특성이 우수한 스프링용 선재, 강선 및 이들의 제조방법 |
CN112853068A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 河南富瑞德金属制品有限公司 | 一种超细规格油淬火-回火弹簧钢丝制备工艺 |
DE112021007366T5 (de) * | 2021-03-24 | 2024-02-15 | Nippon Steel Corporation | Stahlmaterial |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000239797A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-09-05 | Kobe Steel Ltd | 加工性に優れたばね用鋼およびばね用鋼線の製法 |
JP3940264B2 (ja) * | 2000-12-20 | 2007-07-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬引きばね用鋼線材、硬引きばね用伸線材および硬引きばね並びに硬引きばねの製造方法 |
JP4088220B2 (ja) * | 2002-09-26 | 2008-05-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 伸線前の熱処理が省略可能な伸線加工性に優れた熱間圧延線材 |
WO2007001054A1 (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Nippon Steel Corporation | 伸線特性に優れた高強度線材およびその製造方法 |
JP2007327084A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Kobe Steel Ltd | 伸線加工性に優れた線材およびその製造方法 |
JP5157230B2 (ja) * | 2007-04-13 | 2013-03-06 | 新日鐵住金株式会社 | 伸線加工性の優れた高炭素鋼線材 |
CN101624679B (zh) * | 2007-07-20 | 2011-08-17 | 株式会社神户制钢所 | 弹簧用钢线材及其制造方法 |
KR100957913B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2010-05-13 | 주식회사 포스코 | 탈탄이 적은 스프링용 강재 및 그 제조방법 |
JP5329272B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2013-10-30 | 株式会社神戸製鋼所 | ばね鋼 |
KR20110075319A (ko) * | 2009-12-28 | 2011-07-06 | 주식회사 포스코 | 지연파괴 저항성이 우수한 초고강도 선재 및 그 제조방법 |
KR101600146B1 (ko) * | 2010-08-30 | 2016-03-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 신선성이 우수한 고강도 스프링용 강 선재와 그의 제조방법, 및 고강도 스프링 |
-
2014
- 2014-03-24 JP JP2014059932A patent/JP6249846B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-25 CN CN201480017018.0A patent/CN105051230B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-25 WO PCT/JP2014/058191 patent/WO2014157142A1/ja active Application Filing
- 2014-03-25 DE DE112014001616.0T patent/DE112014001616T5/de not_active Withdrawn
- 2014-03-25 KR KR1020157026246A patent/KR101770490B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014157142A1 (ja) | 2014-10-02 |
CN105051230A (zh) | 2015-11-11 |
KR101770490B1 (ko) | 2017-08-22 |
KR20150119443A (ko) | 2015-10-23 |
CN105051230B (zh) | 2018-01-05 |
JP2014208900A (ja) | 2014-11-06 |
DE112014001616T5 (de) | 2015-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5595358B2 (ja) | 伸線性に優れた高強度ばね用鋼線材およびその製造方法、並びに高強度ばね | |
JP6249846B2 (ja) | 伸線加工性、および伸線加工後の曲げ加工性に優れた高強度ばね用鋼線材、およびその製造方法、並びに高強度ばね、およびその製造方法 | |
JP6180351B2 (ja) | 生引き性に優れた高強度鋼線用線材および高強度鋼線 | |
US20180251876A1 (en) | Mechanical structure steel for cold-working and manufacturing method therefor | |
US10570478B2 (en) | Steel for mechanical structure for cold working, and method for producing same | |
JP5796782B2 (ja) | 皮削り性に優れた高強度ばね用鋼線材および高強度ばね | |
JP5796781B2 (ja) | ばね加工性に優れた高強度ばね用鋼線材およびその製造方法、並びに高強度ばね | |
JP2010229469A (ja) | 冷間加工特性に優れる高強度線材及びその製造方法 | |
JP6460883B2 (ja) | 加工性に優れた熱処理鋼線の製造方法 | |
JP6453693B2 (ja) | 疲労特性に優れた熱処理鋼線 | |
JP6208611B2 (ja) | 疲労特性に優れた高強度鋼材 | |
JP5941439B2 (ja) | コイルばね、およびその製造方法 | |
WO2017033773A1 (ja) | 冷間加工用機械構造用鋼、およびその製造方法 | |
JP6453138B2 (ja) | 曲げ加工性に優れた熱処理鋼線 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160901 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170210 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170321 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6249846 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |