专利名称：油回火钢丝的制造方法
技术领域：
本发明涉及用于汽车内燃机等所用的阀簧、离合器的扭簧等螺旋弹簧的油回火钢丝的制造方法。
背景技术：
就螺旋弹簧用油回火钢丝的制造方法而言，已知有使用非金属包含物受到控制的线材，进行等温转变热处理，酸洗后润滑包膜，经剥落处理后，再度进行等温转变热处理，酸洗后润滑包膜，经拉丝加工后进行油回火处理的油回火钢丝的制造方法。此时，由于对线材的等温转变热处理提高了线材的加工性，所以通常将其省略。
现有的剥落处理后实施等温转变热处理的油回火钢丝的制造方法有下述缺点(a)因钢丝被加热到转变点以上，所以存在发生脱碳的可能。
(b)由于等温转变热处理需要成股移动处理，所以在移动处理中以及操作中很容易产生损伤。
(c)在等温转变热处理中，需要除去热处理中产生的鳞片状氧化包膜，而为了实施拉丝加工，酸洗后需要润滑包膜处理。
(d)由于润滑包膜的粗糙导致再拉丝后的油回火处理中的鳞片状氧化包膜的附着状态不均匀，不利于螺旋弹簧的成型加工(卷绕)。
发明内容
本发明的课题就是鉴于上述问题而提供一种油回火钢丝的制造方法，既简化了剥落处理后的工序，又能提高质量、降低成本。
本发明的另一课题是提供一种线材未脱碳、进行拉丝加工和油回火处理后表面无损伤、无不均匀鳞片、螺旋弹簧易于成型的油回火钢丝的制造方法。
为了解决上述课题，本发明的油回火钢丝的制造方法的特征在于，对非金属包含物受到控制的线材实施等温转变热处理，在酸洗后实施润滑包膜，在进行剥落处理后，对剥落处理时表层产生的加工硬化层利用退火工艺软化处理，进行拉丝，然后进行油回火处理。
发明的作用本发明人发现用于螺旋弹簧的油回火钢丝的制造方法中，对非金属包含物受到控制的钢丝在剥落处理后进行退火处理，有益于此后的拉丝加工。即，根据本发明的螺旋弹簧用油回火钢丝的制造方法，是利用退火软化线材剥落处理中产生于线材表层的加工硬化层，消除其害处，在拉丝后进行油回火处理的方法。
考虑到拉丝加工性与拉丝加工后油回火处理时由奥氏体化加热而形成渗碳体的固熔状态，线材的退火温度设在500～650℃的温度范围内。退火时的环境气体优选为氮气或氮氧混合气，特别优选为对氧气量有所控制的气体。线材退火时产生的鳞片状氧化包膜可控制在非常薄而均匀的状态下。因此，可省去为实施拉丝加工而进行的酸洗后的润滑包膜处理。
在线材拉丝加工前，对因退火而产生的鳞片状氧化包膜还可利用喷净法(shot blast)等进行除氧化皮处理。通过对因退火而产生的线材的鳞片状氧化包膜进行匀化处理，紧接着又使油回火处理后的鳞片状氧化包膜(的厚度)均匀，就能保证螺旋弹簧加工成型(卷绕)时的润滑性。
图1为由本发明的油回火钢丝的制造方法制得的线材的表面切割照片。
图2为由该油回火钢丝的制造方法制得的线材的固熔状态照片。
图3为由该油回火钢丝的制造方法制得的线材卷绕状态下的评价基准的简要示意图。
图4为参比线材的脱碳状态的照片。
具体实施例方式
本发明的油回火钢丝的制造方法，其特征在于，对线材进行剥落处理，利用退火软化此时产生的加工硬化层，消除其害处，在拉丝后，进行油回火处理。
实施例1就油回火钢丝而言，准备包括0.57％碳(以下如没有特殊说明，“％”均表示重量％)、1.45％硅、0.69％锰、0.014％磷、0.004％硫、0.67％铬，其余为铁的合金钢的包含物受到控制的线材A～H和参比线材J，对各种线材进行等温转变热处理，在酸洗后实施润滑覆膜，进行表面剥落处理。线材的剥落处理量为直径为0.3mm(厚度0.15mm)。然后批量进行线材退火处理。
线材的退火温度变化范围在480～700℃之间，确认各退火温度下线材A～H和参比线材J的拉丝加工性。线材退火后的鳞片状氧化包膜状态均是极薄且很均匀。且退火的线材A～H未被确认产生脱碳，但如图4所示，参比线材J有脱碳的状况。
然后，对拉丝加工良好的线材进行油回火处理。确认油回火处理时的渗碳体的固熔状态(参照图2)。由于油回火处理加热时间短，所以当渗碳体形成球状时，加热使渗碳体固熔不够充分，因此得不到适宜的强度。
对包含物得到控制的线材A～H和参比线材J进行等温转变热处理，酸洗后实施润滑包膜，在进行表面剥落处理后的退火温度与拉丝加工性的关系如下。
线材A退火温度为450℃时，拉丝加工中产生断丝，没有实用性。
线材B退火温度为480℃时，可实施收缩率80％以上的拉丝加工，但如图1所示，线材表面上产生细微的与线轴成直角的裂纹状裂痕。
线材C～F退火温度为500～650℃时，未被确认有细微的与线轴成直角的裂纹状裂痕的产生，且观察不到渗碳体的球状化，由拉丝加工后的奥氏体化加热而使渗碳体充分固熔，得到适宜的强度。未被确认油回火处理后的鳞片状氧化包膜的外观有不均匀的状况。
线材G在700℃的温度下退火，渗碳体的球状化持续进行，由拉丝加工后的奥氏体化加热不能充分使球状化的渗碳体的固熔，得不到适宜的强度。
参比线材H确认油回火处理后的鳞片状氧化包膜的外观不均匀。
以上各线材A～H和参比线材J的评价情况如表1所示。退火温度500～650℃适用于线材C～F。
表1评价结果
油回火处理后，在脱机下，利用涡流探伤法对全长进行探伤检查。进行批量退火处理的线材C～F每轮线圈(直径6mm，长1500m)没有一点损伤，反之，参比线材H(剥落处理后经等温转变热处理后的线材)中发现每圈有7处损伤。
表2评价项目
实施例2对成分与实施例1不同的包括0.65％碳、1.53％硅、0.69％锰、0.007％磷、0.008％硫、0.68％铬，其余为铁的合金钢的包含物受到控制的线材进行等温转变热处理，酸洗后实施润滑包膜，对表面进行直径0.3mm(厚度0.15mm)的剥落处理。
然后对线材进行批量退火处理。其退火温度设为500℃。对线材进行退火处理后，进行拉丝处理至适宜的丝径，然后进行油回火处理。此时，未发生拉丝加工引起的异常、油回火处理中的强度不足、不均匀的鳞片等异常情况。
实施例3对于用作高疲劳强度材料的油回火钢丝，是使用包括0.64％碳、1.43％硅、0.71％锰、0.006％磷、0.005％硫、1.48％铬、0.47％钼、0.19％钒，其余为铁的合金钢的包含物受到控制的线材，在酸洗后实施润滑包膜，对表面进行直径0.3mm(厚度0.15mm)的剥落处理。然后在600℃下对线材进行批量退火处理。接着，在对线材进行拉丝加工后，进行油回火处理。
上述高疲劳强度材料也未发生因拉丝加工导致的异常、油回火处理中的强度不足、不均匀的鳞片等异常情况。
产业实用性如上所述，本发明的用于内燃机阀簧、离合器的螺旋弹簧等的油回火钢丝的制造方法，因拉丝加工和油回火处理后的表层无损伤、无不均匀鳞片，螺旋弹簧易于成型，因此非常有用。
权利要求
1.一种油回火钢丝的制造方法，其特征在于，对非金属包含物受到控制的线材实施等温转变热处理，在酸洗后实施润滑包膜，在进行剥落处理后，对剥落处理时表层产生的加工硬化层利用退火工艺软化处理，进行拉丝，然后进行油回火处理。
2.如权利要求1所述的油回火钢丝的制造方法，其特征在于，所述退火工艺实施温度为500～600℃。
3.如权利要求1所述的油回火钢丝的制造方法，其特征在于，所述退火工艺时的炉内环境气体采用氮气，用于抑制鳞片状氧化包膜。
4.如权利要求1所述的油回火钢丝的制造方法，其特征在于，所述退火工艺时的炉内环境气体为氮氧混合气，且氧气量受到控制，以抑制鳞片状氧化包膜。
5.如权利要求1所述的油回火钢丝的制造方法，其特征在于，所述线材为Si-Cr钢。
全文摘要
本发明涉及一种油回火钢丝的制造方法，它是对非金属包含物受到控制的线材实施等温转变热处理，在酸洗后实施润滑包膜，在进行剥落处理后，对剥落处理时表层产生的加工硬化层利用退火工艺软化处理，进行拉丝，然后进行油回火处理。
文档编号C21D1/58GK1556866SQ0380111
公开日2004年12月22日 申请日期2003年5月26日 优先权日2002年7月22日
发明者小野田光芳 申请人:铃木金属工业株式会社