[发明专利]钢线

说明书

本发明提供具有优异的冷卷加工性、且在制成弹簧的情况下具有优异的疲劳极限的钢线。本实施方式的钢线的化学组成以质量％计含有：C：0.50～0.80％、Si：1.20～低于2.50％、Mn：0.25～1.00％、P：0.020％以下、S：0.020％以下、Cr：0.40～1.90％、V：0.05～0.60％、N：0.0100％以下，余量由Fe及杂质构成，在上述钢线中，最大直径为2～10nm的V系析出物的个数密度为5000～80000个/μm³。

技术领域

本发明涉及钢线，更详细而言，涉及成为以减震器弹簧、阀门弹簧为代表的弹簧的原材料的钢线。

背景技术

在车辆或通常机械中，利用了大量的弹簧。在车辆、通常机械中使用的弹簧中，减震器弹簧具有吸收来自外部的冲击或振动的作用。减震器弹簧，例如，用于将车辆的动力传达至变速器的变矩器。在将减震器弹簧用于变矩器中的情况下，减震器弹簧吸收车辆的内燃机(例如发动机)的振动。因此，对于减震器弹簧而言，要求很高的疲劳极限。

此外，车辆、通常机械中使用的弹簧中，阀门弹簧具有调节车辆、通常机械的机器内的阀门的开闭的作用。阀门弹簧，例如用于车辆的内燃机(发动机)的给气排气阀门的开闭控制。为了调节阀门的开闭，阀门弹簧在1分钟内重复数千次压缩。因此，与减震器弹簧同样，对于阀门弹簧而言，要求很高的疲劳极限。阀门弹簧，特别是在1分钟重复数千次压缩，其压缩频率远高于减震器弹簧。因此，与减震器弹簧相比，阀门弹簧要求更高的疲劳极限。具体而言，对于减震器弹簧而言，需要在10⁷次的重复次数下具有较高的疲劳极限，与此相对，对于阀门弹簧而言，需要在10⁸次的重复次数下具有较高的疲劳极限。

以减震器弹簧、阀门弹簧为代表的弹簧的制造方法的一例如下所述。对于钢线实施调质处理(淬火处理和回火处理)。对于调质处理后的钢线实施冷卷，形成线圈状的中间钢材。对中间钢材实施去应力退火处理。在去应力退火处理后，根据需要实施氮化处理。即，可以实施或不实施氮化处理。在去应力退火处理后或氮化处理后，根据需要实施喷丸硬化，对表层赋予压缩残留应力。通过以上的工序来制造弹簧。

最近，要求进一步提高弹簧的疲劳极限。

涉及提高弹簧的疲劳极限的技术公开于：日本特开平2-57637号公报(专利文献1)、日本特开2010-163689号公报(专利文献2)、日本特开2007-302950号公报(专利文献3)及日本特开2006-183137号公报(专利文献4)。

专利文献1中公开的高疲劳极限弹簧用钢线以重量％计含有C：0.3～1.3％、Si：0.8～2.5％、Mn：0.5～2.0％、Cr：0.5～2.0％，作为任选元素而含有Mo：0.1～0.5％、V：0.05～0.5％、Ti：0.002～0.05％、Nb：0.005～0.2％、B：0.0003～0.01％、Cu：0.1～2.0％、Al：0.01～0.1％及N：0.01～0.05％中的1种或2种以上，余量由Fe及无法避免的杂质构成，这样的钢通过在奥氏体化处理后于250～500℃下保持3秒钟～30分钟后进行空气冷却或快速冷却而制造，屈服比为0.85以下。该文献中，基于弹簧的疲劳极限依赖于弹簧的屈服强度、且弹簧的屈服强度越高则弹簧的疲劳极限也越高这样的见解(参照专利文献1的第2页右上栏第1行～第5行)，提出了具有上述构成的高疲劳极限弹簧用钢线。