耐腐蚀的弹簧用线材、钢丝及其制造方法技术

本发明专利技术的一方面涉及一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材，以重量％计，其包含：C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe以及其他不可避免的杂质，且所述C、Si、Cr、Cu以及Ni满足如下关系式1，关系式1：([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])≥1.85其中，所述关系式1中的[Si]、[Cu]、[Ni]、[C]以及[Cr]表示以重量％表示的对应合金元素的含量的值。

Corrosion Resistant Wire and Steel Wire for Spring and Its Manufacturing Method

One aspect of the invention relates to a spring wire with excellent corrosion resistance, which comprises C:0.5-0.7%, Si:1.2-2.0%, Mn:0.3-1.0%, Cr:0.01-0.50%, Cu:0.01-0.50%, Ni:0.01-0.50%, Ti:0.0001-0.10%, B:0.0001-0.0050%, residual Fe and other unavoidable impurities in weight percent. The C, Si, Cr, Ni and other impurities can be satisfied as follows. Formula 1, Formula 1: ([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr]) > 1.85, where [Si], [Cu], [Ni], [C] and [Cr] in Formula 1 represent the content of corresponding alloy elements expressed by weight percent.

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀的弹簧用线材、钢丝及其制造方法本申请要求于2015年12月10提交的韩国专利申请第10-2015-0175984号的优先权；本申请是2016年12月8日提交的中国专利申请第201611123930.1号的分案申请。
本专利技术涉及一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材、钢丝及其制造方法。
技术介绍
将单纯减轻用于汽车的钢材的零部件作为提升汽车燃油效率的方案时，由于单位重量可支撑的载重已确定，因此可能会引起致命的汽车安全问题。因此，应该在实现零部件的高强度化之后进而进行零部件的轻量化。但是，当实现零部件的高强度化时，会因晶界脆化等而导致韧性下降、加工或者使用过程中出现早期断裂以及因腐蚀疲劳而引起早期断裂等。因此，汽车材料以及包括弹簧在内的汽车零部件需要高强度化的同时，需要高韧性以及抗腐蚀疲劳。作为提高弹簧抗腐蚀疲劳的现有技术，有增加合金元素的种类和添加量的方法。在专利文献1中，通过增加Ni含量至0.55重量％，从而得到了提高耐腐蚀性的效果，在专利文献2中，通过增加Si含量并细化回火(tempering)时析出的碳化物，从而提高了腐蚀疲劳强度。并且，在专利文献3中，通过适当调节强氢气置换元素(trappingsite)的Ti析出物和弱氢气置换元素(V、Nb、Zr、Hf)的析出物，提高了抗氢气的延迟断裂，从而提高了弹簧的腐蚀疲劳寿命。但是，Ni作为非常昂贵的元素，大量添加时会导致材料成本上升，Si是促使脱碳的代表性元素，因此增加添加量时会引起相当大的危险，Ti、V、Nb等析出物形成元素在材料凝固时从液相结晶形成粗大的碳氮化物，因此反而降低腐蚀疲劳寿命。另一方面，用于弹簧的高强度化的现有技术，有添加合金元素方法和降低回火温度的方法。添加合金元素以获得高强度化的方法基本包括利用C、Si、Mn、Cr等提高淬透硬度的方法和利用高价的合金元素Mo、Ni、V、Ti、Nb等通过快速冷却和回火热处理提高钢材的强度的方法。但是，这种方法因使用高价元素等而具有费用上升的问题。此外，还有无需改变合金成分，仅通过改变现有的成分系的热处理条件，而增加钢材强度的方法。即，在低温下进行回火能提高原料的强度。但是，当回火温度降低时，断面减少率降低，因此发生韧性下降的问题，并且在弹簧的成型和使用中发生早期断裂等问题。除上述方法以外，还有充分利用作为提高耐蚀性元素而周知的Cr的方法，但是，通过盐水喷雾循环(cycle)实验结果发现，添加Cr反而降低耐蚀性。为解决上述问题，还有将Cr的含量限制在0.25重量％以下且适当控制Cr含量与Cu+Ni含量关系的技术。即是，随着环境腐蚀并在表层形成Cu，Ni钝化层，从而提升耐腐蚀性的技术。但是，当在环境中暴露一段时间后发生一定量的腐蚀，导致表面发生坑(pit)，因此具有疲劳特性降低的问题。不仅如此，在要求高强度的弹簧钢的前提下，将Cr的含量限制在0.25重量％以下，会降低强度，同时增加Cu+Ni含量，使得材料成本上升。因此，为提高弹簧钢的耐腐蚀性，不仅要减少Cr的含量，还需以适当标准控制C，Si，Mn和Cr的含量，以保证强度和腐蚀疲劳寿命。现有技术文献(专利文献1)日本公开专利第2008-190042号(专利文献2)日本公开专利第2011-074431号(专利文献3)日本公开专利第2005-023404号
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的一方面的目的在于，通过适当控制合金组成和制造方法，提供一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材、钢丝及其制造方法。另一方面，本专利技术所要解决的技术问题不限定于上述内容。通过本说明书的整体内容可以理解本专利技术所要解决的技术问题，本专利技术所属
的普通技术人员，对于理解本专利技术所要解决的附加技术问题应没有任何困难。(二)技术方案本专利技术的一方面涉及一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材，以重量％计，其包含：C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe以及其他不可避免的杂质，且所述C、Si、Cr、Cu以及Ni满足如下关系式1。并且，本专利技术的另一方面涉及一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材的制造方法，其包括以下步骤：铸造钢水得到钢坯，以重量％计，所述钢水包含C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe以及其他不可避免的杂质；以及热轧所述钢坯而得到线材，其中，将所述钢水铸造成钢坯时，在1400～1500℃的温度区间以平均1℃/s以上的速度快速冷却至小于1400℃的温度。关系式1：([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])≥1.85其中，所述关系式1中的[Si]、[Cu]、[Ni]、[C]以及[Cr]是以重量％表示的该合金元素的含量的值。另一方面，本专利技术的又一方面涉及一种利用所述线材制造的钢丝及其制造方法。此外，所述技术问题的解决方法，并没有列举本专利技术的所有特征。可参照如下的具体实施方式对本专利技术的各种特征以及与其相应的优点和效果进行更详细的理解。(三)有益效果根据本专利技术，可提供一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材、钢丝及其制造方法。附图说明图1表示对比较材料和专利技术材料进行盐水喷雾实验后测量腐蚀损失量的结果。图2表示对比较材料和专利技术材料进行盐水喷雾实验后测量腐蚀坑形状比的结果。图3表示对比较材料和专利技术材料进行盐水喷雾实验后测量腐蚀疲劳寿命的结果。图4表示随([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])值变化的腐蚀损失量的测量结果。图5表示随([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])值变化的腐蚀坑形状比的测量结果。图6表示随([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])值变化的腐蚀疲劳寿命的测量结果。图7表示测量比较材料和专利技术材料的表面到1mm深度中的MnS夹杂物的数量和进行盐水喷雾实验后表面上所形成的腐蚀坑中形状比为0.25以上的坑的数量的结果。图8表示通过共聚焦激光显微镜测量比较材料2的腐蚀坑形状比的结果。图9表示通过共聚焦激光显微镜测量专利技术材料2的腐蚀坑形状比的结果。具体实施方式下面，对本专利技术的优选实施方式进行说明。但是，本专利技术的实施方式可变更为其他多种形式，本专利技术的范围不限定于如下说明的实施方式。并且，本专利技术的实施方式是为了向本
的普通技术人员更完整地说明本专利技术而提供的。本专利技术的一方面的耐腐蚀性优异的弹簧用线材，以重量％计，包含：C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe和其他不可避免的杂质，且所述C、Si、Cr、Cu以及Ni满足如下关系式1。首先，对本专利技术的一方面的耐腐蚀性优异的弹簧用线材的合金组成进行详细说明。下面各合金元素的单位是重量％。C:0.5～0.7％C是为确保弹簧强度而添加的必要元素。为确保充分的强度，C含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材，以重量％计，其包含：C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe以及其他不可避免的杂质，所述C、Si、Cr、Cu以及Ni满足如下关系式1，从所述线材的表面到1mm深度中的MnS夹杂物数量为20个/mm2以下，关系式1：([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])≥1.85其中，所述关系式1中的[Si]、[Cu]、[Ni]、[C]以及[Cr]表示以重量％表示的对应合金元素的含量的值。

【技术特征摘要】
2015.12.10 KR 10-2015-01759841.一种耐腐蚀性优异的弹簧用线材，以重量％计，其包含：C:0.5～0.7％、Si:1.2～2.0％、Mn:0.3～1.0％、Cr:0.01～0.50％、Cu:0.01～0.50％、Ni:0.01～0.50％、Ti:0.0001～0.10％、B:0.0001～0.0050％、余量Fe以及其他不可避免的杂质，所述C、Si、Cr、Cu以及Ni满足如下关系式1，从所述线材的表面到1mm深度中的MnS夹杂物数量为20个/mm2以下，关系式1：([Si]+[Cu]+[Ni])/([C]+[Cr])≥1.85其中，所述关系式1中的[Si]、[Cu]、[Ni]、[C]以及[Cr]表示以重量％表示的对应合金元素的含量的值。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀性优异的弹簧用线材，其特征在于，所述线材进一步包含0.001～0.30重量％的V。3.一种耐腐性...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宽镐，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR