[發明專利]具有優異抗腐蝕性的彈簧用線材和鋼絲，彈簧用鋼絲，以及制造彈簧的方法

有效

• 申請號: 201280063002.4
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103998640B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 崔相佑;樸秀東
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;B21C1/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 侯婧;鐘守期

技術領域

本發明涉及一種具有高抗腐蝕性的彈簧用線材和鋼絲，制造具有高抗腐蝕性的彈簧用鋼絲的方法，以及制造具有高抗腐蝕性的彈簧的方法。

背景技術

在為了提高汽車燃油效率而減少汽車鋼構件的重量的情況下，這種汽車的安全性可能得不到保障，因為能夠通過汽車鋼構件的單位重量支撐的負載是固定的。因此，在減少汽車組件重量之前，需要開發高強度材料。

然而，高強度組件由于晶界脆化，加工或使用早期的斷裂，以及腐蝕疲勞引起的早期斷裂可使得韌性降低。因此，用于汽車構件、彈簧以及汽車組件的高強度材料還需要具有高等級的韌性和抗腐蝕疲勞性。

例如，在日本專利申請特許公開號1998-110247中，硼被用作一種合金元素以提高疲勞特性和抗氫脆性。

在一些標準(如JIS?G4801、ISO683-14、BS970part2、DIN17221、SAE?J403以及SAE?J404)中規定彈簧鋼的化學組成。具有這種標準中規定的化學成分的熱軋鋼可進行剝皮或拉拔工序，一系列熱成型、淬火和回火工序，或一系列拉拔工序以獲得預期金屬絲直徑，以及油回火工序，和最后的彈簧成型工序(冷成型過程)，從而制造各種類型的彈簧。

根據相關領域技術，通過增加合金元素的數目和含量來提高彈簧的抗腐蝕疲勞性。通常，已知Cr為用于提高彈簧的抗腐蝕性的常用元素。然而，基于鹽霧循環測試結果，已報道添加Cr降低了彈簧的抗腐蝕性。在處理這一問題的方法中，將Cr的含量限制在0.25％或更低，并且適當調節Cr與Cu+Ni的含量之比。在該方法中，由于環境腐蝕在彈簧表面形成富Cu和Ni層，因而提高了彈簧的抗腐蝕性。然而，將彈簧暴露于周圍環境中一個預先設定的時期，并在環境中發生不可避免的一定量的腐蝕，在彈簧表面會形成腐蝕坑，并因此會劣化彈簧的抗疲勞特性。

同時，在相關領域，添加合金元素的方法和降低回火溫度的方法是已知用來提高鋼的強度的技術。例如，合金元素(例如C、Si、Mn和Cr)可添加到鋼中以提高其強度，或可添加相對地昂貴的合金元素，如Mo、Ni、V、Ti和Nb，并且可進行淬火和回火(QT)處理來提高鋼的強度。然而，這些方法增加了制造成本并且需要額外過程以去除脫碳鐵素體層，因為QT處理后殘留的鐵素體會增加腐蝕坑的形成。另外，在彈簧上可形成雙涂層或保護膜以將彈簧與周圍環境隔離。然而，在長時期使用后，這種雙涂層或保護膜都會失效，因而可發生腐蝕疲勞斷裂。

另外，可通過調節鋼的熱處理條件，而不需改變鋼中的合金元素含量，即可提高鋼的強度。例如，如果在低溫下對鋼進行回火工序，可提高鋼的強度。然而，在這種情況下，鋼可具有低程度的斷面收縮率和低程度的韌性。因此，鋼在彈簧成型過程中可能會斷裂，或由鋼制成的彈簧在使用早期階段可能出現斷裂。

發明內容

技術問題

本發明的各方面可提供一種具有高抗腐蝕性的彈簧用線材和鋼絲，且未使用相對昂貴的合金元素。

本發明的各方面還可提供一種制造彈簧用鋼絲的方法和一種制造彈簧的方法。在這些方法中，盡管未進行淬火和回火(QT)處理以及去除脫碳鐵素體表層的工藝，仍能防止腐蝕坑的形成和生長，從而使得彈簧鋼絲和彈簧具有高抗腐蝕性。

本發明的各方面并不限于此。其他方面將在說明書的以下部分進行闡述，并使其通過本說明書而對相關領域的普通技術人員是顯而易見的。

技術方案

根據本發明的一個方面，具有高抗腐蝕性的彈簧用線材可包含，以重量％計，C：0.45％至0.6％，Si：1.0％至3.0％，Mn：17.0％至25.0％，以及余量的Fe和不可避免的雜質。

根據本發明的另一方面，具有高抗腐蝕性的彈簧用鋼絲可包含，以重量％計，C：0.45％至0.6％，Si：1.0％至3.0％，Mn：17.0％至25.0％，以及余量的Fe和不可避免的雜質。

根據本發明的另一方面，制造具有高抗腐蝕性的彈簧用鋼絲的方法可包括：拉拔線材以形成具有1800MPa至2100MPa拉伸強度和25％以上的斷面收縮率的鋼絲。

根據本發明的另一方面，制造具有高抗腐蝕性的彈簧的方法可包括：拉拔線材以形成具有1800MPa至2100MPa拉伸強度和25％以上的斷面收縮率的鋼絲；并于室溫下冷加工該鋼絲。

有益效果

根據本發明的各方面，可獲得一種經濟的且具有高抗腐蝕性的彈簧線材和彈簧鋼絲，而不使用相對昂貴的合金元素。