倾斜螺旋弹簧用线材、倾斜螺旋弹簧及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种倾斜螺旋弹簧用线材1，所述倾斜螺旋弹簧用线材1包含：芯线10，所述芯线10由具有珠光体结构的钢制成；和镀层20，所述镀层20覆盖所述芯线10的表面11并由铜或铜合金制成。构成所述芯线10的所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倾斜螺旋弹簧用线材、倾斜螺旋弹簧及其制造方法
本专利技术涉及一种倾斜螺旋弹簧用线材、倾斜螺旋弹簧及其制造方法。本申请基于2016年6月10日提交的日本专利申请2016-116323号并要求其优先权的权益，通过参考将其全部内容并入本文中。
技术介绍
专利文献1描述了一种倾斜螺旋弹簧，即具有其中线材(金属线)以相对于垂直于轴向的面倾斜的方式缠绕的结构的螺旋弹簧。此外，专利文献2描述了一种倾斜螺旋弹簧用线材和通过对所述线材进行卷绕而得到的倾斜螺旋弹簧，在所述倾斜螺旋弹簧用线材中将分开制备的由奥氏体不锈钢制成的芯线和由铜、铜合金等制成的充当外层的构件一体化以形成包层线。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-107331号公报专利文献2：日本特开2012-248495号公报
技术实现思路
解决问题的方案根据本专利技术的倾斜螺旋弹簧用线材包含由具有珠光体结构的钢制成的芯线和覆盖所述芯线的表面并由铜或铜合金制成的镀层。所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。根据本专利技术的制造倾斜螺旋弹簧用线材的方法包括：准备由具有珠光体结构的钢制成的芯线的步骤；形成由铜或铜合金制成的镀层以覆盖所述芯线的表面的步骤；以及对具有镀层的芯线进行拉伸的步骤。所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。附图说明[图1]图1是显示垂直于倾斜螺旋弹簧用线材的纵向的横截面的示意性横截面视图。[图2]图2是显示倾斜螺旋弹簧的结构的示意图。[图3]图3是示意性显示制造倾斜螺旋弹簧用线材和倾斜螺旋弹簧的方法的流程图。[图4]图4是用于描述制造倾斜螺旋弹簧用线材和倾斜螺旋弹簧的方法的示意性横截面视图。[图5]图5是用于描述制造倾斜螺旋弹簧用线材和倾斜螺旋弹簧的方法的示意性横截面视图。具体实施方式[本专利技术要解决的问题]倾斜螺旋弹簧具有使得弹簧载荷相对于在一定位移范围内垂直于轴向的方向上的位移保持基本恒定的特征(非线性)。当使用导电材料制造倾斜螺旋弹簧时，倾斜螺旋弹簧例如能够用作接触部件。作为构成倾斜螺旋弹簧的材料，通常使用铍铜。从同时实现高水平的强度和导电性的观点来看，铍铜适合作为构成倾斜螺旋弹簧的材料。然而，铍铜中含有的铍是昂贵的材料。此外，铍是具有高环境载荷的材料。因此，作为构成倾斜螺旋弹簧的材料，需要开发铍铜的替代材料。另一方面，提出了一种倾斜螺旋弹簧用线材和通过对所述线材进行卷绕而得到的倾斜螺旋弹簧，在所述倾斜螺旋弹簧用线材中将分开制备的由奥氏体不锈钢制成的芯线和由铜、铜合金等制成的充当外层的构件一体化以形成包层线(参见专利文献2)。本专利技术人研究并发现，根据专利文献2的倾斜螺旋弹簧的问题在于，弹簧载荷相对于垂直于轴向的方向上的位移保持基本恒定的位移范围(即非线性区域)窄。因此，本专利技术的目的是提供一种倾斜螺旋弹簧用线材和倾斜螺旋弹簧及其制造方法，所述倾斜螺旋弹簧用线材和倾斜螺旋弹簧各自由铍铜的替代材料制成并且能够获得宽的非线性区域。本专利技术的有益效果在倾斜螺旋弹簧用线材和制造倾斜螺旋弹簧用线材的方法中，可以提供由铍铜的替代材料制成的并且能够获得宽的非线性区域的倾斜螺旋弹簧用线材。[本专利技术实施方案的描述]首先，将对本专利技术的实施方案进行逐一描述。根据本申请的倾斜螺旋弹簧用线材包含由具有珠光体结构的钢制成的芯线和覆盖所述芯线的表面并由铜或铜合金制成的镀层。所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。在根据本申请的倾斜螺旋弹簧用线材中，使用由具有珠光体结构和适当的组分组成的钢制成的高强度芯线。由此，能够确保宽的非线性区域。此外，芯线的表面覆盖有由具有优异导电性的铜或铜合金制成的镀层。由此，能够确保高导电性。此处，铜合金例如是铜与选自如下金属中的至少一种金属的合金：锌、锡、磷和铁。此外，根据本申请的倾斜螺旋弹簧用线材不是其中将分开制备的芯线和充当外层的构件一体化的包层线，而是具有其中在芯线的表面上形成镀层的结构。本专利技术人已经研究并发现，在由包层线制成的倾斜螺旋弹簧中，发生其中当施加载荷时外层相对于芯线滑动的现象。这种现象是非线性区域变窄中的主要因素。相反，在根据本申请的其中在芯线的表面上形成镀层的倾斜螺旋弹簧用线材中，抑制了这种现象的发生，并且可以确保宽的非线性区域。如上所述，在根据本申请的倾斜螺旋弹簧用线材中，可以提供一种倾斜螺旋弹簧用线材，所述倾斜螺旋弹簧用线材由铍铜的替代材料制成并且能够获得宽的非线性区域。在倾斜螺旋弹簧用线材中，钢还可以含有选自如下元素中的至少一种元素：0.1质量％～0.4质量％的镍、0.1质量％～1.8质量％的铬、0.1质量％～0.4质量％的钼和0.05质量％～0.3质量％的钒。即使在其中使用由具有这种组分组成的钢制成的芯线的情况中，也可以提供一种倾斜螺旋弹簧用线材，所述倾斜螺旋弹簧用线材由铍铜的替代材料制成并且能够获得宽的非线性区域。下面将对构成芯线的钢的组分组成限制在上述范围内的原因进行说明。碳(C)：0.5质量％～1.0质量％碳是一种极大地影响具有珠光体结构的钢的强度和弹性极限的元素。从作为倾斜螺旋弹簧用线材的芯线获得足够的强度和弹性极限的观点来看，碳含量需要为0.5质量％以上。另一方面，当碳含量增加时，韧性降低，并且存在加工会变得困难的问题。从确保足够的韧性的观点来看，碳含量需要为1.0质量％以下。从进一步提高强度和弹性极限的观点出发，碳含量优选为0.6质量％以上，更优选0.8质量％以上。从提高韧性以有助于加工的观点出发，碳含量优选为0.95质量％以下。硅(Si)：0.1质量％～2.5质量％硅是在铜冶炼中作为脱氧剂添加的元素。为了使硅起到脱氧剂的作用，硅含量需要为0.1质量％以上，并且优选为0.12质量％以上。此外，硅在钢中起到形成碳化物的元素的作用，并且具有抑制由于加热引起的软化的性质(抗软化性)。从在卷绕线材之后进行的应变消除热处理中抑制软化的观点来看，硅含量优选为0.8质量％以上，并且可以为1.8质量％以上。另一方面，过量添加硅降低韧性。从确保足够的韧性的观点出发，硅含量需要为2.5质量％以下，优选为2.3质量％以下，并且可以为2.2质量％以下。从重视韧性的观点来看，硅含量可以为1.0质量％以下。锰(Mn)：0.3质量％～0.9质量％锰是一种在铜冶炼中以与硅类似的方式作为脱氧剂添加的元素。为了使锰起到脱氧剂的作用，锰含量需要为0.3质量％以上。另一方面，过量添加锰会降低韧性和热加工中的可加工性。因此，锰含量需要为0.9质量％以下。不可避免的杂质在芯线的制造过程中，磷(P)和硫(S)不可避免地混入构成芯线的钢中。过量存在的磷和硫导致晶界偏析并产生夹杂物，从而降低钢的特性。因此，磷含量和硫含量各自优选为0.025质量％以下。此外，不可避免的杂质的总含量优选为0.3质量％以下。镍(Ni)：0.1质量％～0.4质量％镍的添加抑制了在拉伸芯线期间和在卷绕线材期间发生线的断裂。从可靠地展示该功能的观点来看，可以以0.1质量％以上的量添加镍。然而，即使以超过0.4质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾斜螺旋弹簧用线材，所述倾斜螺旋弹簧用线材包含：芯线，所述芯线由具有珠光体结构的钢制成；和镀层，所述镀层覆盖所述芯线的表面并由铜或铜合金制成，其中所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 JP 2016-1163231.一种倾斜螺旋弹簧用线材，所述倾斜螺旋弹簧用线材包含：芯线，所述芯线由具有珠光体结构的钢制成；和镀层，所述镀层覆盖所述芯线的表面并由铜或铜合金制成，其中所述钢含有0.5质量％～1.0质量％的碳、0.1质量％～2.5质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述钢还含有选自如下元素中的至少一种元素：0.1质量％～0.4质量％的镍、0.1质量％～1.8质量％的铬、0.1质量％～0.4质量％的钼和0.05质量％～0.3质量％的钒。3.根据权利要求1或2所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述钢中的硅含量为1.35质量％～2.3质量％。4.根据权利要求1所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述钢含有0.6质量％～1.0质量％的碳、0.12质量％～0.32质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。5.根据权利要求1所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述钢含有0.6质量％～1.0质量％的碳、0.7质量％～1.0质量％的硅和0.3质量％～0.9质量％的锰，余量为铁和不可避免的杂质。6.根据权利要求2所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述钢含有0.55质量％～0.7质量％的碳、1.35质量％～2.3质量％的硅、0.3质量％～0.9质量％的锰、0.2质量％～1.8质量％的铬和0.05质量％～0.30质量％的钒，余量为铁和不可避免的杂质。7.根据权利要求1～6中任一项所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述芯线与所述镀层之间的界面处的氧浓度为10质量％以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述倾斜螺旋弹簧用线材具有1,800MPa～2,500MPa的拉伸强度。9.根据权利要求1～8中任一项所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述倾斜螺旋弹簧用线材具有15％IACS～50％IACS的导电率。10.根据权利要求1～9中任一项所述的倾斜螺旋弹簧用线材，其中所述镀层具有10μm～65μm的厚度。11.根据权利要求1～10中任一项所述的倾斜螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：泉田宽，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP