车辆悬架用弹簧部件用钢、车辆悬架用弹簧部件及其制造方法技术

本发明专利技术揭示车辆悬架用弹簧部件用钢，其特征在于，包含0.15～0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的Si、1～3质量％的Mn、0.3～0.8质量％的Cr、0.005～0.080质量％的水溶态Al、0.005～0.060质量％的Ti、0.005～0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01～1.00质量％的Cu、0.01～1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb≤0.07质量％，具有1300MPa以上的抗拉强度，耐蚀性和低温韧性良好。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于主要在汽车中所使用的稳定器或板弹簧等车辆悬架用弹簧部件的钢、这些弹簧部件及其制造方法，特别是涉及具抗拉强度在1300MPa以上的高强度且耐蚀性和低温韧性良好的车辆悬架用弹簧部件。
技术介绍
稳定器是具有在转弯时防止横向摇晃的功能的一种悬架用弹簧部件，而板弹簧是用于卡车的悬架弹簧的保证颠簸路面上行驶稳定性的悬架用弹簧部件。两者均在暴露于自然环境的状态下反复承受应力的负荷，因此在容易腐蚀、发生弹力减弱以及在有些地区暴露于-50°C~_30°C的低温方面是共通的。因此，需要耐蚀性、耐下垂性、低温韧性等特性良好。它们的材料采用JIS S48C等机械结构用碳素钢或JIS G4801SUP9等弹簧钢，其制造工序例如为将热轧钢材切割成规定尺寸后在加热下进行弯曲成形，通过淬火回火的调质处理调整至规定的强度、韧性后，根据情况对表面实施喷丸处理，最后为了防腐蚀而经过涂装工序后交付使用。近年来以汽车的燃油经济性提高为目的的对车身底部部件的基于高强度化的轻量化要求不断提高，不论是稳定器还是板弹簧都开始开发抗拉强度在1000MPa以上的高强度材料。本专利技术人也在日本专利特开2010-185109号公报中提出了抗拉强度在IlOOMPa以上的稳定器。然而，稳定器和板弹簧等车辆悬架用弹簧部件实现了以低燃耗化为目的的进一步轻量化，为此抗拉强度在IlOOMPa以上依然强度不足，需要进一步高强度化。一般如果单是对钢材进行高强度化，延展性和韧性会劣化。延展性和韧性劣化会导致抗龟裂蔓延性能进一步下降，破损的危险性进一步提高。此外，板弹簧和稳定器为了确保抗腐蚀性能而进行涂装，但由于结构上暴露于车外，因此容易发生行驶中的飞石等引起的凹坑和涂装剥离。腐蚀从涂装剥离的地方开始，以该腐蚀部分为起点的疲劳龟裂的蔓延可能会导致部件破损。因此，在高强度化的同时还必须抑制延展性和韧性的下降，特别是腐蚀环境十分严酷的冬天的低温状态下的韧性(低温韧性)的提高非常重要。专利技术的概要专利技术所要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供具有比以往产品更高的抗拉强度在1300MPa以上的强度且耐蚀性和低温韧性良好的。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的第一种形态，提供车辆悬架用弹簧部件用钢，其特征在于，包含0.15~0.35质量％的(:、超过0.6质量％且1.5质量％以下的S1、l~3质量％的胞、0.3~0.8质量％的Cr、0.005~0.080质量％的水溶态Al (sol.Al),0.005~0.060质量％的T1、0.005~0.060质量％的恥、15(^口111以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01~1.00质量％的&1、0.01~1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb ( 0.07质量％，具有1300MPa以上的抗拉强度，耐蚀性和低温韧性良好。根据本专利技术的第二种形态，提供车辆悬架用弹簧部件的制造方法，其特征在于，具备下述工序:通过热轧或冷轧将钢成形加工成弹簧部件形状，将成形加工体通过炉加热、高频感应加热或通电加热进行再加热而进行淬火，从而使淬火后的晶粒在以旧奥氏体粒度编号计为7.5~10.5的范围内，获得具有1300MPa以上的抗拉强度且耐蚀性和低温韧性良好的弹簧部件；所述钢包含0.15~0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的S1、I~3质量％的]^、0.3~0.8质量％的Cr、0.005~0.080质量％的水溶态A1、0.005~0.060质量％的T1、0.005~0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01~1.00质量％的Cu、0.01~1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb ( 0.07质量％。根据本专利技术的第三种形态，提供车辆悬架用弹簧部件，其特征在于，通过热轧或冷轧将钢成形加工成弹簧部件形状后，通过炉加热、高频感应加热或通电加热进行再加热而进行淬火，使淬火后的晶粒在以旧奥氏体粒度编号计为7.5~10.5的范围内，具有1300MPa以上的抗拉强度，耐蚀性和低温韧性良好；所述钢包含0.15~0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的S1、l~3质量％的胞、0.3~0.8质量％的Cr、0.005~0.080质量％的水溶态A1、0.005~0.060质量％的11、0.005~0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01~1.00质量％的&1、0.01~1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb ( 0.07质量％。附图的简单说明图1是表示稳定器的大致形状的立体图。图2(1)是通过冷轧成形加工来制造稳定器时的工序图，图(2)和(3)分别是通过热轧成形加工来制造稳定器时的工序图。实施专利技术的方式本专利技术人反复进行认真研究后，获得了以下的发现。即，车辆悬架用弹簧部件在高强度化的同时，如下所示，还需要延展性和韧性的提高以及耐蚀性的提高这2点。( i )首先，为了使原材料的耐蚀性提高，理想的是限制容易形成腐蚀坑的碳氮化物的生成量。具体来说，低碳化以及优化容易生成Ti和Nb等的碳氮化物的合金元素的添加量并适量添加Cu、Ni等耐蚀性合金元素对于耐蚀性的提高有效。( ii )此外，为了兼顾高强度以及高延展性和韧性，低碳钢的采用以及碳氮化物产生的晶粒的微细化是有效的。但是，已知使晶粒过度微细`化时，淬火性下降，因此无法达到1300MPa的抗拉强度。这时，发现通过限制结晶粒度的范围并限制控制其结晶粒径的碳氮化物形成元素的添加量，可确保淬火性，并抑制延展性和韧性的劣化。(iii)另外，为了通过淬火使抗拉强度达到1300MPa以上，必须使碳含量比以抗拉强度IlOOMPa以上为目标的情况更多，但如果过量添加碳，则导致碳化物引起的延展性和韧性的劣化，容易发生淬火开裂，部件强度下降。因此，为了在不使延展性和韧性大幅下降的情况下实现高强度化，必须将碳量限定在适量范围内。另外，如果提高碳量，则耐蚀性下降，容易产生腐蚀孔，因而耐久性劣化。关于这一点，本专利技术人反复进行认真研究后发现，通过在碳化物生成合金元素中同时进行对Cr的范围的进一步限定和晶粒的控制，可兼顾高强度、高韧性和高耐蚀性。本专利技术是基于以上的发现而完成。即，如果采用本专利技术，则可提高具有抗拉强度在1300MPa以上的高强度且在极度严寒的腐蚀环境下耐蚀性和低温韧性也良好的车辆用高强度稳定器或板弹簧用钢及其制造方法以及所述部件，可对基于部件的高强度化的汽车的轻量化、伴随基于其的燃油经济性提高的地球环境改善有较大的贡献。以下，对于本专利技术的车辆悬架用弹簧部件用钢的各成分元素的作用和制造条件等的限定理由分别进行说明。只要没有特别说明，下述的百分比表示质量％。(1)C:0.15 ~0.35%C是确保钢为规定强度所需的元素，为了确保以抗拉强度计在1300MPa以上，需要在0.15 %以上。但是，如果C的含量超过0.35%，则碳化物过量，耐蚀性和韧性过低，所以其上限设为0.35%。本专利技术中，通过采用碳含量低的钢材作为稳定器和板弹簧的原材料，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
车辆悬架用弹簧部件用钢，其特征在于，包含0.15～0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的Si、1～3质量％的Mn、0.3～0.8质量％的Cr、0.005～0.080质量％的水溶态Al、0.005～0.060质量％的Ti、0.005～0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01～1.00质量％的Cu、0.01～1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb≤0.07质量％，具有1300MPa以上的抗拉强度，耐蚀性和低温韧性良好。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.12 JP 2011-1075131.车辆悬架用弹簧部件用钢，其特征在于，包含0.15~0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的S1、l~3质量％的]^、0.3~0.8质量％的Cr、0.005~0.080质量％的水溶态A1、0.005~0.060质量％的T1、0.005~0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量％以下的S、0.01~1.00质量％的Cu、0.01~1.00质量％的Ni，其余部分由Fe和不可避免的杂质形成，Ti+Nb ( 0.07质量％，具有1300MPa以上的抗拉强度，耐蚀性和低温韧性良好。2.如权利要求1所述的弹簧部件用钢，其特征在于，淬火后的晶粒在以旧奥氏体粒度编号计为7.5~10.5的范围内，具有1300MPa以上的抗拉强度。3.如权利要求1所述的弹簧部件用钢，其特征在于，还包含I%以下的Mo、l %以下的V、0.010%以下的B、0.010%以下的Ca和0.5%以下的Pb。4.车辆悬架用弹簧部件的制造方法，其特征在于，具备下述工序: 通过热轧或冷轧将钢成形加工成弹簧部件形状， 将成形加工体通过炉加热、高频感应加热或通电加热进行再加热而进行淬火，从而使淬火后的晶粒在以旧奥氏体粒度编号计为7.5~10.5的范围内，获得具有1300MPa以上的抗拉强度且耐蚀性和低温韧性良好的弹簧部件； 所述钢包含0.15~0.35质量％的C、超过0.6质量％且1.5质量％以下的S1、l~3质量％的]^、0.3~0.8质量％的0、0.005~0.080质量％的水溶态A1、0.005~0.060质量％的T1、0.005~0.060质量％的Nb、150ppm以下的N、0.035质量％以下的P、0.035质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹下彰，栗本清，后藤由利香，菊地克彦，冨田邦和，福冈和明，服部和彰，
申请(专利权)人：日本发条株式会社，JFE条钢株式会社，
类型：
国别省市：