油回火鋼絲的製造方法
2023-06-12 17:27:51 1
專利名稱：油回火鋼絲的製造方法
技術領域：
本發明涉及用於汽車內燃機等所用的閥簧、離合器的扭簧等螺旋彈簧的油回火鋼絲的製造方法。
背景技術：
就螺旋彈簧用油回火鋼絲的製造方法而言，已知有使用非金屬包含物受到控制的線材，進行等溫轉變熱處理，酸洗後潤滑包膜，經剝落處理後，再度進行等溫轉變熱處理，酸洗後潤滑包膜，經拉絲加工後進行油回火處理的油回火鋼絲的製造方法。此時，由於對線材的等溫轉變熱處理提高了線材的加工性，所以通常將其省略。
現有的剝落處理後實施等溫轉變熱處理的油回火鋼絲的製造方法有下述缺點(a)因鋼絲被加熱到轉變點以上，所以存在發生脫碳的可能。
(b)由於等溫轉變熱處理需要成股移動處理，所以在移動處理中以及操作中很容易產生損傷。
(c)在等溫轉變熱處理中，需要除去熱處理中產生的鱗片狀氧化包膜，而為了實施拉絲加工，酸洗後需要潤滑包膜處理。
(d)由於潤滑包膜的粗糙導致再拉絲後的油回火處理中的鱗片狀氧化包膜的附著狀態不均勻，不利於螺旋彈簧的成型加工(卷繞)。
發明內容
本發明的課題就是鑑於上述問題而提供一種油回火鋼絲的製造方法，既簡化了剝落處理後的工序，又能提高質量、降低成本。
本發明的另一課題是提供一種線材未脫碳、進行拉絲加工和油回火處理後表面無損傷、無不均勻鱗片、螺旋彈簧易於成型的油回火鋼絲的製造方法。
為了解決上述課題，本發明的油回火鋼絲的製造方法的特徵在於，對非金屬包含物受到控制的線材實施等溫轉變熱處理，在酸洗後實施潤滑包膜，在進行剝落處理後，對剝落處理時表層產生的加工硬化層利用退火工藝軟化處理，進行拉絲，然後進行油回火處理。
發明的作用本發明人發現用於螺旋彈簧的油回火鋼絲的製造方法中，對非金屬包含物受到控制的鋼絲在剝落處理後進行退火處理，有益於此後的拉絲加工。即，根據本發明的螺旋彈簧用油回火鋼絲的製造方法，是利用退火軟化線材剝落處理中產生於線材表層的加工硬化層，消除其害處，在拉絲後進行油回火處理的方法。
考慮到拉絲加工性與拉絲加工後油回火處理時由奧氏體化加熱而形成滲碳體的固熔狀態，線材的退火溫度設在500～650℃的溫度範圍內。退火時的環境氣體優選為氮氣或氮氧混合氣，特別優選為對氧氣量有所控制的氣體。線材退火時產生的鱗片狀氧化包膜可控制在非常薄而均勻的狀態下。因此，可省去為實施拉絲加工而進行的酸洗後的潤滑包膜處理。
在線材拉絲加工前，對因退火而產生的鱗片狀氧化包膜還可利用噴淨法(shot blast)等進行除氧化皮處理。通過對因退火而產生的線材的鱗片狀氧化包膜進行勻化處理，緊接著又使油回火處理後的鱗片狀氧化包膜(的厚度)均勻，就能保證螺旋彈簧加工成型(卷繞)時的潤滑性。
圖1為由本發明的油回火鋼絲的製造方法製得的線材的表面切割照片。
圖2為由該油回火鋼絲的製造方法製得的線材的固熔狀態照片。
圖3為由該油回火鋼絲的製造方法製得的線材卷繞狀態下的評價基準的簡要示意圖。
圖4為參比線材的脫碳狀態的照片。
具體實施例方式
本發明的油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，對線材進行剝落處理，利用退火軟化此時產生的加工硬化層，消除其害處，在拉絲後，進行油回火處理。
實施例1就油回火鋼絲而言，準備包括0.57％碳(以下如沒有特殊說明，「％」均表示重量％)、1.45％矽、0.69％錳、0.014％磷、0.004％硫、0.67％鉻，其餘為鐵的合金鋼的包含物受到控制的線材A～H和參比線材J，對各種線材進行等溫轉變熱處理，在酸洗後實施潤滑覆膜，進行表面剝落處理。線材的剝落處理量為直徑為0.3mm(厚度0.15mm)。然後批量進行線材退火處理。
線材的退火溫度變化範圍在480～700℃之間，確認各退火溫度下線材A～H和參比線材J的拉絲加工性。線材退火後的鱗片狀氧化包膜狀態均是極薄且很均勻。且退火的線材A～H未被確認產生脫碳，但如圖4所示，參比線材J有脫碳的狀況。
然後，對拉絲加工良好的線材進行油回火處理。確認油回火處理時的滲碳體的固熔狀態(參照圖2)。由於油回火處理加熱時間短，所以當滲碳體形成球狀時，加熱使滲碳體固熔不夠充分，因此得不到適宜的強度。
對包含物得到控制的線材A～H和參比線材J進行等溫轉變熱處理，酸洗後實施潤滑包膜，在進行表面剝落處理後的退火溫度與拉絲加工性的關係如下。
線材A退火溫度為450℃時，拉絲加工中產生斷絲，沒有實用性。
線材B退火溫度為480℃時，可實施收縮率80％以上的拉絲加工，但如圖1所示，線材表面上產生細微的與線軸成直角的裂紋狀裂痕。
線材C～F退火溫度為500～650℃時，未被確認有細微的與線軸成直角的裂紋狀裂痕的產生，且觀察不到滲碳體的球狀化，由拉絲加工後的奧氏體化加熱而使滲碳體充分固熔，得到適宜的強度。未被確認油回火處理後的鱗片狀氧化包膜的外觀有不均勻的狀況。
線材G在700℃的溫度下退火，滲碳體的球狀化持續進行，由拉絲加工後的奧氏體化加熱不能充分使球狀化的滲碳體的固熔，得不到適宜的強度。
參比線材H確認油回火處理後的鱗片狀氧化包膜的外觀不均勻。
以上各線材A～H和參比線材J的評價情況如表1所示。退火溫度500～650℃適用於線材C～F。
表1評價結果
油回火處理後，在脫機下，利用渦流探傷法對全長進行探傷檢查。進行批量退火處理的線材C～F每輪線圈(直徑6mm，長1500m)沒有一點損傷，反之，參比線材H(剝落處理後經等溫轉變熱處理後的線材)中發現每圈有7處損傷。
表2評價項目
實施例2對成分與實施例1不同的包括0.65％碳、1.53％矽、0.69％錳、0.007％磷、0.008％硫、0.68％鉻，其餘為鐵的合金鋼的包含物受到控制的線材進行等溫轉變熱處理，酸洗後實施潤滑包膜，對表面進行直徑0.3mm(厚度0.15mm)的剝落處理。
然後對線材進行批量退火處理。其退火溫度設為500℃。對線材進行退火處理後，進行拉絲處理至適宜的絲徑，然後進行油回火處理。此時，未發生拉絲加工引起的異常、油回火處理中的強度不足、不均勻的鱗片等異常情況。
實施例3對於用作高疲勞強度材料的油回火鋼絲，是使用包括0.64％碳、1.43％矽、0.71％錳、0.006％磷、0.005％硫、1.48％鉻、0.47％鉬、0.19％釩，其餘為鐵的合金鋼的包含物受到控制的線材，在酸洗後實施潤滑包膜，對表面進行直徑0.3mm(厚度0.15mm)的剝落處理。然後在600℃下對線材進行批量退火處理。接著，在對線材進行拉絲加工後，進行油回火處理。
上述高疲勞強度材料也未發生因拉絲加工導致的異常、油回火處理中的強度不足、不均勻的鱗片等異常情況。
產業實用性如上所述，本發明的用於內燃機閥簧、離合器的螺旋彈簧等的油回火鋼絲的製造方法，因拉絲加工和油回火處理後的表層無損傷、無不均勻鱗片，螺旋彈簧易於成型，因此非常有用。
權利要求
1.一種油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，對非金屬包含物受到控制的線材實施等溫轉變熱處理，在酸洗後實施潤滑包膜，在進行剝落處理後，對剝落處理時表層產生的加工硬化層利用退火工藝軟化處理，進行拉絲，然後進行油回火處理。
2.如權利要求1所述的油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，所述退火工藝實施溫度為500～600℃。
3.如權利要求1所述的油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，所述退火工藝時的爐內環境氣體採用氮氣，用於抑制鱗片狀氧化包膜。
4.如權利要求1所述的油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，所述退火工藝時的爐內環境氣體為氮氧混合氣，且氧氣量受到控制，以抑制鱗片狀氧化包膜。
5.如權利要求1所述的油回火鋼絲的製造方法，其特徵在於，所述線材為Si-Cr鋼。
全文摘要
本發明涉及一種油回火鋼絲的製造方法，它是對非金屬包含物受到控制的線材實施等溫轉變熱處理，在酸洗後實施潤滑包膜，在進行剝落處理後，對剝落處理時表層產生的加工硬化層利用退火工藝軟化處理，進行拉絲，然後進行油回火處理。
文檔編號C21D1/58GK1556866SQ0380111
公開日2004年12月22日 申請日期2003年5月26日 優先權日2002年7月22日
發明者小野田光芳 申請人:鈴木金屬工業株式會社