(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．６〜１．０、Ｓｉ：０．１〜１．０、Ｍｎ：０．１〜１．０（全て重量％）を含み、パーライト又はパーライトとフェライトの複合組織からなるばね用鋼線であって、
鋼線表面から半径ｒ×０．０１５の位置における複数箇所のビッカース硬度が次の指標（ｘ）と（ｙ）の少なくとも一方の関係を満たしていることを特徴とするばね用鋼線。
指標（ｘ）  Ｈmax−Ｈmin≦１００
Ｈmaxはビッカース硬度の最大値，Ｈminはビッカース硬度の最小値
指標（ｙ）  √［〔ΣＨn２−｛（ΣＨn）２／ｎ｝〕／ｎ］≦３０
【請求項２】
伸線後、２００〜４００℃に加熱するブルーイング処理を行って得られたことを特徴とする請求項１に記載のばね用鋼線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はばねの自由長のばらつきを抑制できるばね用鋼線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車部品や家電製品のとしてのばね等では自由長のばらつきを極力小さくすることが求められている。この自由長のばらつきを小さくするには、ばね加工機の精度向上だけでなく、加工されるばね用鋼線の品質安定が極めて重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来はばね用鋼線の不安定な品質が自由長のばらつきを大きくし、ばね加工後、規格値を外れたばねを取り除くため、ばね加工の歩留りが悪いという問題があった。
従って、本発明の主目的は、ばね加工した際に極めて自由長のばらつきが小さいばね用鋼線を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明ばね用鋼線は、上記の目的を達成するためになされたもので、ばね加工前の線材の残留応力や脱炭層の幅および硬度分布のばらつきがばね加工後の自由長のばらつきと相関関係があるという知見に基づくものである。
【０００５】
すなわち、本発明鋼線の第一の特徴は、鋼線表面の複数箇所の残留応力σが次の指標（ａ）と（ｂ）の少なくとも一方の関係を満たすことを特徴とする。
指標（ａ）                        σｍａｘ  −σｍｉｎ  ≦２５ｋｇ／ｍｍ２
σｍａｘ  は残留応力の最大値，σｍｉｎ  は残留応力の最小値
指標（ｂ）  √［〔Σσｎ２−｛（Σσｎ  ）２  ／ｎ｝〕／ｎ］≦１０ｋｇ／ｍｍ２
ここで、より好ましくは指標（ａ）が２０以下、指標（ｂ）が７以下、さらに好ましくは指標（ａ）が１５以下、指標（ｂ）が５以下である。
【０００６】
本発明における残留応力の測定箇所は、鋼線の周方向，長手方向，径方向の少なくとも一つに関して複数箇所で行うことが好適である。特に鋼線の周方向の４箇所について残留応力の測定を行い、この測定を軸方向の３箇所について実施して、合計１２箇所の残留応力のデータが上記の関係を満たしている場合、ばね加工したときの自由長のばらつきを効果的に抑制できる。また、測定する残留応力は軸方向，周方向，または径方向のいずれかの応力で評価する。
【０００７】
対象となる鋼線は、Ｃ：０．６〜１．０、Ｓｉ：０．１〜１．０、Ｍｎ：０．１〜１．０（全て重量％）を含むものとすることが好適である。特に、鋼線がパーライト又はパーライトとフェライトの複合組織であることが望ましい。
【０００８】
第二の特徴は、鋼線表面からの脱炭層の幅を半径ｒ×０．０６以下としたことにある。より好ましくは脱炭層の幅を半径ｒ×０．０３以下とする。
【０００９】
第三の特徴は、鋼線表面から半径ｒ×０．０１５の位置におけるビッカース硬度と、鋼線表面の周方向における複数箇所のビッカース硬度が次の指標（ｘ）と（ｙ）の少なくとも一方の関係を満たしていることを特徴とするばね用鋼線。
指標（ｘ）                        Ｈｍａｘ  −Ｈｍｉｎ  ≦１００
Ｈｍａｘ  はビッカース硬度の最大値，Ｈｍｉｎ  はビッカース硬度の最小値
指標（ｙ）  √［〔ΣＨｎ２−｛（ΣＨｎ  ）２  ／ｎ｝〕／ｎ］≦３０
ここで、より好ましくは、指標（ｘ）が８０以下、指標（ｙ）が１５以下である。
【００１０】
第四の特徴は、伸線後、２００〜４００℃に加熱するブルーイング処理を行って得られたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（試験例１）
化学組成がＣ：０．８０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％，Ｍｎ：０．５０ｗｔ％，残部Ｆｅ＋不可避的不純物の材料を溶解，圧延，線引きして３．５ｍｍφの線材を得た。さらにこの線材に鉛パテンティングを施し、線引きして１．６ｍｍφの線材を得た。その際、線材の熱処理条件，線引き時のダイスと線引方向との角度および線引ダイスの形状を種々変化させることにより、残留応力の異なる試料を作製した。次に、各線材について残留応力を測定した。測定は線材外周表面の周方向の４箇所（外周線を４等分する箇所）について行い、同様の測定を線材の軸方向の３箇所について行って、合計１２箇所のデータを得た。残留応力は軸方向の応力で評価した。そして、各データから次の各指標を求めた。その結果を表１に示す。
【００１２】
σｍａｘ  −σｍｉｎ      …指標ａ
σｍａｘ  は残留応力の最大値，σｍｉｎ  は残留応力の最小値
√［〔Σσｎ２−｛（Σσｎ  ）２  ／ｎ｝〕／ｎ］    …指標ｂ
σは残留応力
【００１３】
【表１】
0003568727.tif 000002
【００１４】
次に、上記線材から表２に示す諸元のばねを１０００個作製し、得られたばねの標準偏差√Ｖおよび移動平均Ｒｓを評価した。各評価基準は次式により求める。各評価結果も表１に示す。
標準偏差√Ｖ＝√［〔ΣＬｎ２−｛（ΣＬｎ  ）２  ／ｎ｝〕／ｎ］
移動平均Ｒｓ＝Σ（｜Ｌｎ＋１  −Ｌｎ  ｜）／（ｎ−１）
Ｌは自由長
【００１５】
【表２】
0003568727.tif 000003
【００１６】
表１に示すように、残留応力の指標ａおよび指標ｂはいずれもばねの自由長やその移動平均と相関関係にあることが判る。そして、指標ａが２５ｋｇ／ｍｍ２以下で、指標ｂが１０ｋｇ／ｍｍ２以下の場合（試料Ａ〜Ｅ）に自由長のばらつきが小さいことが判る。
【００１７】
（試験例２）
次に、線材における脱炭層の幅とばね加工した際の自由長のばらつきとの関係を調べた。
化学組成がＣ：０．８０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％，Ｍｎ：０．５０ｗｔ％，残部Ｆｅ＋不可避的不純物の材料を溶解，圧延して５．５ｍｍφの圧延材を得た後、線引きして３．５ｍｍφの線材を得た。さらにこの線材に鉛パテンティングを施し、線引きして１．６ｍｍφの線材を得た。その際、圧延，線材の熱処理条件を種々変更して脱炭層幅の異なる材料を作製した。脱炭層の幅の測定は、線材断面における硬度測定と、ＥＰＭＡ分析とにより行った。
【００１８】
そして、各試料をコイリングして、その自由長の標準偏差√Ｖと移動平均Ｒｓを求めた。作製したばねの諸元は表２に示したものと同様で、個数は各試料につき１０００個である。その評価結果を図１に示す。
【００１９】
図１に示すように、脱炭層の幅を線材のｒ（半径）×０．０６以下とした場合に自由長のばらつきが小さいことが判る。
【００２０】
（試験例３）
さらに、線材表面の硬度分布とばね加工した際の自由長のばらつきとの関係を調べた。
化学組成がＣ：０．８０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％，Ｍｎ：０．５０ｗｔ％，残部Ｆｅ＋不可避的不純物の材料を溶解，圧延，線引きして３．５ｍｍφの線材を得た。さらにこの線材に鉛パテンティングを施し、線引きして１．６ｍｍφの線材を得た。その際、線材の熱処理条件を種々変化させることにより、硬度の異なる試料を作製した。
【００２１】
次に、各線材についてビッカース硬度を測定した。測定箇所は線材表面からｒ（半径）×０．０１５の位置において、周方向の８箇所（円周線を８等分する箇所）について行った。そして、次の各指標を求めた。
【００２２】
指標（ｘ）                        Ｈｍａｘ  −Ｈｍｉｎ
Ｈｍａｘ  はビッカース硬度の最大値，Ｈｍｉｎ  はビッカース硬度の最小値
指標（ｙ）  √［〔ΣＨｎ２−｛（ΣＨｎ  ）２  ／ｎ｝〕／ｎ］
【００２３】
各試料をコイリングして、その自由長の標準偏差√Ｖと移動平均Ｒｓを求めた。作製したばねの諸元は表２に示したものと同様で、個数は各試料につき１０００個である。その評価結果を図２，３に示す。
【００２４】
図２，３に示すように、指標（ｘ）が１００以下で、指標（ｙ）が３０以下のものが自由長のばらつきが小さいことが判る。
【００２５】
（試験例４）
試験例１で用いた試料Ｅとほぼ同等の指標（ａ），（ｂ）をもつ線材に３５０℃×１５ｍｉｎの熱処理を施し、熱処理前後の線材をばね加工して、自由長の標準偏差√Ｖと移動平均Ｒｓを算出した。その結果は次の通りである。
0003568727.tif 000004
【００２６】
上記に示すように、熱処理により自由長のばらつきが小さくなり、残留応力指標も向上していることが判る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明線材はばね加工した際に自由長のばらつきを抑制することができる。従って、ばね加工での歩留りを向上させるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は脱炭層幅とばねの自由長の移動平均との関係を示すグラフ、（Ｂ）は脱炭層幅とばねの自由長の標準偏差との関係を示すグラフ。
【図２】（Ａ）は指標ｘとばねの自由長の標準偏差との関係を示すグラフ、（Ｂ）は指標ｘとばねの自由長の移動平均との関係を示すグラフ。
【図３】（Ａ）は指標ｙとばねの自由長の標準偏差との関係を示すグラフ、（Ｂ）は指標ｙとばねの自由長の移動平均の関係を示すグラフ。
【図１】
0003568727.tif 000005
【図２】
0003568727.tif 000006
【図３】
0003568727.tif 000007