[發明專利]高強度中空彈簧用鋼的制造方法

有效

• 申請號: 201580058015.6
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN107148483B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 高知琢哉;畑野等;丹下彰;栗本清;后藤由利香
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所;日本發條株式會社
• 主分類號: C21D9/02
• 分類號: C21D9/02;C21D9/08;C22C38/00;C22C38/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張玉玲

提供一種制造抗氫脆性能優異的高強度中空彈簧用鋼的方法。一種對于作為中空彈簧的原材使用的無縫管進行淬火、回火而得到的中空彈簧用鋼的制造方法，其中，對于含有規定成分的無縫管，以滿足下述(1)的淬火條件、和下述(2)的回火條件的方式進行熱處理。(1)淬火條件26000≤(T1+273)×(log(t1)+20)≤29000…式(1)900℃≤T1≤1050℃，10秒≤t1≤1800秒。在此，T1的意思是淬火溫度(℃)，t1意思是900℃以上的溫度域的停留時間(秒)。(2)回火條件13000≤(T2+273)×(log(t2)+20)≤15500…式(2)T2≤550℃，t2≤3600秒。在此，T2意思是回火溫度(℃)，t2意思是從加熱開始至冷卻完畢的合計時間(秒)。

技術領域

本發明涉及高強度中空彈簧用鋼的制造方法。在本說明書中所謂“中空彈簧用鋼”，意思是對于作為中空彈簧的原材所用的無縫管進行淬火、回火而得到的鋼。

背景技術

隨著汽車等的輕量化和高輸出功率化的要求提高，發動機、離合器、懸掛系統等所使用的閥彈簧、離合器彈簧、懸架彈簧等的彈簧類，都處于高強度化·細直徑化的方向。隨之而來的是，抗氫脆性能、耐疲勞性和抗永久變形性等的彈簧所要求的特性日益提高，強烈希望提供可以制造這些特性更優異的彈簧的彈簧用鋼。

為了得到抗氫脆性能、耐疲勞性等的彈簧特性優異且輕量的彈簧，作為彈簧用鋼的原材，不是至今所使用的棒狀鋼材等的實心的鋼材，而是中空的管狀的鋼材，且是沒有焊接部分的鋼材，即，使用的是無縫管。無縫管也稱為無縫鋼管。

但是，作為中空彈簧的原材而使用無縫管時，特別是從無縫管的制造上的觀點出發，則存在各種問題。即，在非中空的作為彈簧的原材所使用的實心的鋼材中，為了確保疲勞強度，一般進行的是通過噴丸硬化等使表層部硬化，給外表面賦予殘余應力。相對于此，在無縫管中，外周面雖然能夠同樣進行噴丸硬化，但內周面去無法實施噴丸硬化，因此，若內周面側的管表層部發生脫碳，則彈簧制造階段的淬火時的內周面側的硬化不充分，將不能確保彈簧所需要的疲勞強度。另外，若內周面的表層部存在瑕疵，則這里成為應力集中部，構成初期破損的原因。

另外，造成裂紋的原因的鋼中氫，在鋼材制造時不可避免地侵入并微量存在。在實心彈簧中，微量氫不構成問題，但在中空彈簧中卻對耐久性造成嚴重影響。特別在中空彈簧中，如前述因為無法對內表面實施噴丸硬化，所以相比實心彈簧，對于氫脆化要求有更高的品質。

針對這一問題，從作為原材的無縫管制造的觀點出發，進行過幾個技術研究。在專利文獻1中公開有一種無縫鋼管，其通過進行熱等靜壓擠壓，成為中空無縫管的形狀后，進行球狀化退火，接著在冷態下通過皮爾格軋機軋制和拉拔加工等進行伸展(拉伸)。其結果是，能夠將形成于鋼管的內周面和外周面的連續缺損的深度，降低至距各面50μm以下。

在專利文獻2中公開有一種高強度彈簧用中空無縫管，其通過對棒材進行熱軋后，以槍孔鉆穿孔，進行冷加工(拉伸、軋制)。其結果是，能夠將內周面和外周面的C含量控制在0.10％以上，并且上述內周面和外周面各自的全脫碳層的厚度降低至200μm以下。

在專利文獻3中，公開有一種針對無縫管的金屬組織與耐久性的關系進行研究，碳化物以當量圓直徑計為1.00μm以下的高強度中空彈簧用無縫鋼管。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2007－125588號公報

【專利文獻2】日本特開2010－265523號公報

【專利文獻3】日本特開2011－184704號公報

另外，若彈簧的強度變高，則抗氫脆性能也會處于降低的傾向，因此盼望提供一種即使是高強度，抗氫脆性能也優異的彈簧。

發明內容