用于高强度弹簧的线材和钢丝及其制造方法技术

公开了用于摩托车的高应力悬架弹簧的线材和钢丝及其制造方法，其中当线材和钢丝冷却时容易地抑制脱碳和低温组织产生。根据本公开内容的用于高强度弹簧的钢丝按重量百分比(重量％)计包含0.55％至0.65％的C、0.5％至0.9％的Si、0.3％至0.8％的Mn、0.3％至0.6％的Cr、0.015％或更少的P、0.01％或更少的S、0.01％或更少的Al、0.005％或更少的N，以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质，满足下式(1)，并且包含90％或更多的回火马氏体组织。在式(1)中，C、Mn、Cr、和Si分别表示相应元素的含量(重量％)。(1)0.77≤C+(1/6)Mn+(1/5)Cr+(1/24)Si≤0.83。0.83。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高强度弹簧的线材和钢丝及其制造方法


[0001]本公开内容涉及用于具有1800MPa超高强度的弹簧的线材和钢丝及其制造方法，更特别地，涉及用于摩托车的高应力悬架弹簧的线材和钢丝及其制造方法，其中在线材和钢丝冷却时容易地抑制脱碳和低温组织产生。

技术介绍

[0002]与汽车材料市场类似，摩托车材料市场一直在进行轻量化材料的开发或结构修改，并且由于常规摩托车中使用的双型悬架已经被单型悬架替代，因此近来对用于高强度弹簧的钢的需求增加。
[0003]常规用于摩托车悬架的弹簧的拉拔线材由于强度和抗疲劳性不足而不适用于单型悬架。因此，考虑应用用于汽车的具有回火马氏体组织的线材。然而，由于汽车悬架弹簧的品质标准严格，此外制造悬架弹簧困难且昂贵，因此难以将用于汽车的悬架弹簧应用于摩托车。特别地，用于汽车的悬架弹簧具有比用于摩托车的悬架弹簧相对更大的直径，因此难以控制低温组织。因此，需要开发适用于摩托车的高强度悬架弹簧。

技术实现思路

[0004]技术问题
[0005]本公开内容提供用于摩托车的高强度弹簧的线材和钢丝及其制造方法，所述线材和钢丝能够通过降低碳当量(C
eq
)、使用最少的合金元素、并优化钢丝制造期间的热处理而容易地抑制脱碳和低温组织产生。
[0006]技术方案
[0007]本公开内容的一个方面提供了用于高强度弹簧的线材，所述线材按重量百分比(重量％)计包含：0.55％至0.65％的碳(C)、0.5％至0.9％的硅(Si)、0.3％至0.8％的锰(Mn)、0.3％至0.6％的铬(Cr)、0.015％或更少的磷(P)、0.01％或更少的硫(S)、0.01％或更少的铝(Al)、0.005％或更少的氮(N)，以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并满足下式(1)。
[0008](1)0.77≤C+(1/6)Mn+(1/5)Cr+(1/24)Si≤0.83
[0009]在式1中，C、Mn、Cr、和Si分别表示所述元素的含量(重量％)。
[0010]此外，根据本公开内容的一个实施方案，线材的表面铁素体脱碳层的厚度可以为1μm或更小。
[0011]此外，根据本公开内容的一个实施方案，线材的硬度为430Hv或更大的低温组织在截面区域中的面积分数可以为5％或更小。
[0012]此外，根据本公开内容的一个实施方案，线材的抗拉强度可以为1200MPa或更小。
[0013]本公开内容的另一个方面提供了用于高强度弹簧的钢丝，所述钢丝按重量百分比(重量％)计包含：0.55％至0.65％的碳(C)、0.5％至0.9％的硅(Si)、0.3％至0.8％的锰(Mn)、0.3％至0.6％的铬(Cr)、0.015％或更少的磷(P)、0.01％或更少的硫(S)、0.01％或更
少的铝(Al)、0.005％或更少的氮(N)，以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并满足下式(1)，其中钢丝包含90％或更多的回火马氏体组织。
[0014](1)0.77≤C+(1/6)Mn+(1/5)Cr+(1/24)Si≤0.83
[0015]此外，根据本公开内容的一个实施方案，钢丝的原奥氏体的平均晶粒尺寸可以为25μm或更小。
[0016]此外，根据本公开内容的一个实施方案，钢丝的抗拉强度可以为1,700MPa或更大，并且断面收缩率(RA)可以为35％或更大。
[0017]本公开内容的另一个方面提供了制造用于高强度弹簧的钢丝的方法，该方法包括：通过对线材进行拉拔来制备直径为15mm或更小的钢丝，所述线材按重量百分比(重量％)计包含0.55％至0.65％的碳(C)、0.5％至0.9％的硅(Si)、0.3％至0.8％的锰(Mn)、0.3％至0.6％的铬(Cr)、0.015％或更少的磷(P)、0.01％或更少的硫(S)、0.01％或更少的铝(Al)、0.005％或更少的氮(N)以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质并满足下式1；将所述钢丝在10秒内加热至900℃至1000℃的温度范围并保持该温度持续5秒至30秒；对经加热的钢丝在高压下进行水淬；通过将所述钢丝在10秒内加热至400℃至500℃的温度范围并在30秒内保持该温度来对经水淬的钢丝进行回火；以及对经回火的钢丝进行水淬。
[0018](1)0.77≤C+(1/6)Mn+(1/5)Cr+(1/24)Si≤0.83
[0019]此外，根据本公开内容的一个实施方案，线材的显微组织可以包含80％或更多的珠光体以及剩余部分的铁素体。
[0020]此外，根据本公开内容的一个实施方案，在线材表面上的铁素体脱碳层的厚度可以为1μm或更小。
[0021]此外，根据本公开内容的一个实施方案，线材可以包括在截面区域中的面积分数为5％或更小的具有430Hv或更大的硬度的低温组织。
[0022]此外，根据本公开内容的一个实施方案，经回火的经水淬的钢丝可以包含90％或更多的回火马氏体组织。
[0023]此外，根据本公开内容的一个实施方案，经加热的钢丝的奥氏体的平均晶粒尺寸可以为25μm或更小。
[0024]有益效果
[0025]根据本公开内容，即使以包括低含量合金元素同时最少地使用昂贵的合金元素例如Mo和V的低成本组成，也可以通过优化碳当量(C
eq
)来容易地控制低温组织，以及通过降低Si含量可以使线材表面上的脱碳最小化。
[0026]此外，通过优化合金元素以及优化钢丝制造期间的热处理，可以提供其中容易控制脱碳和低温组织产生的用于具有高强度和高延性的弹簧的钢丝。
具体实施方式
[0027]根据本公开内容的一个实施方案的用于高强度弹簧的线材按重量百分比(重量％)计包含0.55％至0.65％的碳(C)、0.5％至0.9％的硅(Si)、0.3％至0.8％的锰(Mn)、0.3％至0.6％的铬(Cr)、0.015％或更少的磷(P)、0.01％或更少的硫(S)、0.01％或更少的铝(Al)、0.005％或更少的氮(N)，以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且满足下式(1)，其中显微组织包含80％或更多的珠光体以及剩余部分的铁素体。
[0028](1)0.77≤C+(1/6)Mn+(1/5)Cr+(1/24)Si≤0.83
[0029]在式(1)中，C、Mn、Cr、和Si分别表示所述元素的含量(重量％)。
[0030]专利技术实施方式
[0031]在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的实施方案。提供以下实施方案以向本公开内容所属领域的普通技术人员充分传达本公开内容的精神。本公开内容不限于本文示出的实施方案，而是可以以其他形式实施。在附图中，为了清楚地描述本公开内容，省略了与描述无关的部分，并且为了清楚起见，可能扩大了元件的尺寸。
[0032]在整个说明书中，除非另有说明，否则术语“包括/包含”一个要素并不排除其他要素而是可以进一步包括另一个要素。
[0033]如本文所用，除非上下文另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于高强度弹簧的线材，按重量百分比(重量％)计包含：0.55％至0.65％的C、0.5％至0.9％的Si、0.3％至0.8％的Mn、0.3％至0.6％的Cr、0.015％或更少的P、0.01％或更少的S、0.01％或更少的Al、0.005％或更少的N，以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质，以及满足下式(1)，其中显微组织包含80％或更多的珠光体以及剩余部分的铁素体：(1)0.77≤C+(1/6)*Mn+(1/5)*Cr+(1/24)*Si≤0.83其中C、Mn、Cr、和Si分别表示所述元素的含量(重量％)。2.根据权利要求1所述的线材，其中表面铁素体脱碳层的厚度为1μm或更小。3.根据权利要求1所述的线材，其中硬度为430Hv或更大的低温组织在截面区域中的面积分数为5％或更小。4.根据权利要求1所述的线材，其中抗拉强度为1200MPa或更小。5.一种用于高强度弹簧的钢丝，按重量百分比(重量％)计包含：0.55％至0.65％的C、0.5％至0.9％的Si、0.3％至0.8％的Mn、0.3％至0.6％的Cr、0.015％或更少的P、0.01％或更少的S、0.01％或更少的A1、0.005％或更少的N，以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质，以及满足下式(1)，其中所述钢丝包含90％或更多的回火马氏体组织：(1)0.77≤C+(1/6)*Mn+(1/5)*Cr+(1/24)*Si≤0.83其中C、Mn、Cr、和Si分别表示所述元素的含量(重量％)。6.根据权利要求5所述的钢丝，其中原奥氏体的平均晶粒尺寸为25μm或更小。7.根据权利要求5所述的钢丝，其中抗拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李埈模，崔锡欢，金汉辉，崔榠洙，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：