DE112020006794T5

DE112020006794T5 - Federstahldraht

Info

Publication number: DE112020006794T5
Application number: DE112020006794.7T
Authority: DE
Inventors: Hiromu Izumida; Tetsuya Nakajima
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2023-01-05
Also published as: CN115485409B; US20220186349A1; CN115485409A; US11807923B2; JP7322893B2; JPWO2021255848A1; WO2021255848A1

Abstract

Federstahldraht mit einem Hauptkörper aus Stahl, der eine Linienform aufweist, und einer oxidierten Schicht, die eine äußere Umfangsfläche des Hauptkörpers bedeckt. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, enthält nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-% C, nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si, nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0,5 Massen-% Mn, nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr, und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Ein Wert, den man durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhält, ist nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, weist ein gehärtetes Martensitgefüge auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Stahldraht für mechanische Federn.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene ölgelöschte und gehärtete Drähte (Federstahldrähte) zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit einer Feder sind bekannt (siehe zum Beispiel Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2004-315968 (Patentschrift 1), Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2006-183136 (Patentschrift 2), Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2008-266725 (Patentschrift 3), Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichungsnr. 2013/024876 (Patentschrift 4), Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2012-077367 (Patentschrift 5), und Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichungsnr. 2015/115574 (Patentschrift 6)).
Zitierliste
Patentliteratur

Patentschrift 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2004-315968
Patentschrift 2: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2006-183136
Patentschrift 3: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2008-266725
Patentschrift 4: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichungsnr. 2013/024876
Patentschrift 5: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnr. 2012-077367
Patentschrift 6: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichunsnr. 2015/115574

Zusammenfassung der Erfindung
Ein Federstahldraht gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Hauptkörper aus Stahl, der eine Linienform aufweist, und eine oxidierte Schicht, die eine äußere Umfangsfläche des Hauptkörpers bedeckt. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, enthält nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht weniger als 0,68 Massen-% C (Kohlenstoff), nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si (Silizium), nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0. 5 Massen-% Mn (Mangan), nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr (Chrom), und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V (Vanadium), wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Ein Wert, den man durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhält, ist nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, weist ein gehärtetes Martensitgefüge auf.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Federstahldrahtes zeigt;
2 ist eine schematische Schnittansicht, die die Struktur des Federstahldrahtes zeigt; und
3 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Federstahldrahtes illustriert.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Problem, das durch die vorliegende Offenbarung gelöst werden soll]
Zur Herstellung von Federn, die eine hohe Ermüdungsfestigkeit erfordern, wie z.B. Ventilfedern und Torsionsdämpferfedern für Automotoren, kann eine Nitrierverarbeitung ausgeführt werden, nachdem ein Stahldraht (ölgelöschter und gehärteter Draht), der einer Abschreckung und Härtung unterzogen wurde, zu einer Federform verarbeitet (gewickelt) wurde. Bei der Nitrierverarbeitung wird auf der Oberfläche der Feder eine nitrierte Schicht (gehärtete Schicht) gebildet, die zu einer verbesserten Ermüdungsfestigkeit der Feder führt.
Es gibt jedoch Fälle, in denen die Ermüdungsfestigkeit der Feder nicht ausreichend verbessert werden kann, selbst wenn die Nitrierverarbeitung ausgeführt wird. Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Federstahldraht bereitzustellen, der eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit der Feder gewährleistet.
[Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Offenbarung]
Der Federstahldraht gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Ermüdungsfestigkeit der Feder verbessern.
[Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung]
Zunächst wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufgeführt und beschrieben. Ein Federstahldraht gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Hauptkörper, der aus einem Stahl hergestellt ist und eine Linienform aufweist, sowie eine oxidierte Schicht, die eine äußere Umfangsfläche des Hauptkörpers bedeckt. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, enthält nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-% C, nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si, nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0,5 Massen-% Mn, nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr, und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Ein Wert, den man durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhält, ist nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, weist ein gehärtetes Martensitgefüge auf.
Die vorliegenden Erfinder untersuchten die Gründe, warum die Ermüdungsfestigkeit der Feder auch dann nicht ausreichend verbessert wurde, wenn eine Nitrierverarbeitung ausgeführt wurde. Als Ergebnis haben die Erfinder die folgenden Erkenntnisse gewonnen, und haben die Federstahldraht der vorliegenden Offenbarung erreicht.
Es gibt Fälle, in denen eine oxidierte Schicht auf der Oberfläche eines Federstahldrahtes gebildet wird, um die Schmierfähigkeit zwischen dem Federstahldraht und dem Arbeitswerkzeug während des Wickelvorgangs zu verbessern. Mit der Bildung der oxidierten Schicht steigen die Konzentrationen von Si und Mn, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff (O) haben, in der Nähe der Oberfläche an. Die oxidierte Schicht wird durch Kugelstrahlen o.ä., das nach dem Wickelprozess ausgeführt wird, entfernt, und der Bereich mit hohen Si- und Mn-Konzentrationen verbleibt in der Nähe der Oberfläche. Bei der danach ausgeführten Nitrierverarbeitung blockieren Si und Mn, die sich in der Nähe der Oberfläche befinden, das Eindringen von Stickstoff (N). Daraus resultiert eine geringere Dicke der Nitrierschicht (gehärtete Schicht), was zu einem geringeren Effekt der Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit durch die Nitrierverarbeitung führt.
Andererseits haben Untersuchungen der vorliegenden Erfinder ergeben, dass die Dicke der Nitrierschicht (gehärtete Schicht) erhöht wird, wenn ein Wert, der sich durch Dividieren der Summe eines Si-Gehaltes und eines Mn-Gehaltes durch einen Cr-Gehalt in dem den Federstahldraht bildenden Stahl (der Wert von (Si+Mn)/Cr) ergibt, auf einen geeigneten Bereich eingestellt wird, oder genauer gesagt, um nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 zu betragen. Dies führt zu einer verbesserten Ermüdungsfestigkeit der Feder.
In dem Federstahldraht der vorliegenden Offenbarung sind die Bestandteile des Stahls, aus dem der Hauptkörper besteht, in geeigneten Mengen enthalten, und der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, weist ein gehärtetes Martensitgefüge auf. Der Hauptkörper ist mit der oxidierten Schicht bedeckt. Der Satz (Si+Mn)/Cr wird auf nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 eingestellt. Folglich kann trotz der erhöhten Si- und Mn-Konzentrationen in der Nähe der Oberfläche des Hauptkörpers (in der Nähe der äußeren Umfangsfläche) aufgrund der Bildung der oxidierten Schicht, die zur verbesserten Schmierfähigkeit zwischen dem Federstahldraht und dem Arbeitswerkzeug während des Wickelvorgangs beiträgt, die nach dem Wickelvorgang ausgeführte Nitrierverarbeitung ohne weiteres eine Nitrierschicht mit ausreichender Dicke bilden. Dadurch wird die Ermüdungsfestigkeit der Feder verbessert. Dementsprechend gewährleistet der Federstahldraht der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit der Feder.
Die Gründe für die Begrenzung der Zusammensetzung der Bestandteile des Stahls, aus dem der Hauptkörper besteht, auf die oben beschriebenen Bereiche werden im Folgenden beschrieben.
Kohlenstoff (C): nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-%
C ist ein Element, das die Festigkeit eines Stahls mit gehärtetem Martensitgefüge stark beeinflusst. Um eine ausreichende Festigkeit als Federstahldraht zu erreichen, muss der C-Gehalt nicht weniger als 0,62 Massen-% betragen. Andererseits kann ein erhöhter C-Gehalt die Festigkeit verringern, was die Verarbeitung erschwert. Um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, sollte der C-Gehalt nicht mehr als 0,68 Massen-% betragen.
Silizium (Si) : nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-%
Si hat die Eigenschaft, die Erweichung durch Erwärmung zu unterdrücken (Erweichungsbeständigkeit). Zur Unterdrückung der Erweichung durch Erwärmung zum Zeitpunkt des Wickelns des Federstahldrahtes zu einer Feder sowie zum Zeitpunkt der Verwendung der Feder muss der Gehalt an Si nicht weniger als 1,6 Massen-% betragen, und er kann nicht weniger als 1,7 Massen-% betragen. Andererseits führt ein zu hoher Si-Gehalt zu einer Verringerung der Festigkeit. Um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, sollte der Gehalt an Si nicht mehr als 2 Massen-% betragen. Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit darf der Gehalt an Si nicht mehr als 1,9 Massen-% betragen.
Mangan (Mn): nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0,5 Massen-%
Mn ist ein Element, das bei der Stahlherstellung als Desoxidationsmittel zugesetzt wird. Um die Funktion als Desoxidationsmittel zu erfüllen, muss der Gehalt an Mn nicht weniger als 0,2 Massen-% betragen. Andererseits führt ein zu hoher Mn-Gehalt zu einer Verringerung der Festigkeit. Daher sollte der Gehalt an Mn nicht mehr als 0,5 Massen-% betragen, und er darf nicht mehr als 0,4 Massen-% betragen.
Chrom (Cr): nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-%.
Cr hat die Wirkung, die Härtbarkeit des Stahls zu verbessern. Darüber hinaus fungiert Cr als karbidbildendes Element im Stahl und trägt zur Verfeinerung des Metallgefüges sowie zur Unterdrückung der Erweichung beim Erhitzen infolge der Bildung feiner Karbide bei. Um diese Effekte zu gewährleisten, muss Cr in einer Menge von nicht weniger als 1,7 Massen-% zugesetzt werden. Andererseits führt eine übermäßige Zugabe von Cr zu einer Verschlechterung der Festigkeit. Daher sollte die Menge an zugesetztem Cr nicht mehr als 2 Massen-% und vorzugsweise nicht mehr als 1,9 Massen-% betragen.
Vanadium (V): nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-%.
V fungiert auch als karbidbildendes Element im Stahl und trägt zur Verfeinerung des Metallgefüges und auch zur Unterdrückung der Erweichung beim Erhitzen durch die Bildung feiner Karbide bei. Die V-Karbide, die eine hohe Auflösungstemperatur haben, sind während der Abschreckung und Härtung des Stahls vorhanden, ohne sich aufzulösen, und tragen daher besonders stark zur Verfeinerung des Metallgefüges (Verfeinerung der Kristallkörner) bei. Außerdem werden durch die nach dem Wickelvorgang ausgeführte Nitrierverarbeitung V-Nitride gebildet, die bei wiederholter Beanspruchung der Feder das Auftreten von Kristallschlupf unterdrücken können und damit zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit beitragen. Um diese Effekte zu erzielen, muss V in einer Menge von nicht weniger als 0,15 Massen-% zugesetzt werden. Andererseits führt eine übermäßige Zugabe von V zu einer Verschlechterung der Festigkeit. Die Menge an zugesetztem V sollte daher nicht mehr als 0,25 Massen-% betragen.
Unvermeidbare Verunreinigungen
Bei der Herstellung des Stahls, aus dem ein Federstahldraht besteht, werden zwangsläufig Phosphor (P), Schwefel (S) usw. in den Stahl gemischt. Phosphor und Schwefel, die in einer zu großen Menge enthalten sind, führen zu einer Trennung der Korngrenzen und zur Bildung von Einschlüssen, wodurch sich die Eigenschaften des Stahls verschlechtern. Daher beträgt der Gehalt an Phosphor und Schwefel vorzugsweise jeweils nicht mehr als 0,025 Massen-%. Nickel (Ni) und Kobalt (Co), die zu den austenitbildenden Elementen gehören, neigen beim Abschrecken zur Bildung von Restaustenit. Im Restaustenit kann C in großen Mengen gelöst werden, wodurch der Kohlenstoffgehalt im Martensit sinkt, was wahrscheinlich zu einer Verringerung der Härte des Stahls führt, aus dem der Hauptkörper besteht. Die geringere Härte führt zu einer geringeren Ermüdungsfestigkeit. Ni und Co sind also in einer Menge enthalten, die als unvermeidbare Verunreinigungen vorhanden ist, ohne dass sie absichtlich hinzugefügt werden. Darüber hinaus verlängern Titan (Ti), Niob (Nb) und Molybdän (Mo), die karbidbildende Elemente sind, die Zeit, die für die Perlitumwandlung bei der vor der Verdrahtung ausgeführten Patentierungsverarbeitung benötigt wird, und verringern so die Effizienz der Stahldrahtproduktion. So sind Ti, Ni und Mo in einer Menge enthalten, die als unvermeidbare Verunreinigungen vorhanden sind, ohne dass sie absichtlich hinzugefügt werden. Der Gehalt an Ni als unvermeidbare Verunreinigung beträgt zum Beispiel nicht mehr als 0,1 Massen-%. Der Gehalt an Co als unvermeidbare Verunreinigung liegt zum Beispiel bei nicht mehr als 0,1 Massen-%. Der Gehalt an Ti als unvermeidbare Verunreinigung beträgt z.B. nicht mehr als 0,005 Massen-%. Der Gehalt an Nb als unvermeidbare Verunreinigung beträgt beispielsweise nicht mehr als 0,05 Massen-%. Der Gehalt an Mo als unvermeidbare Verunreinigung beträgt z.B. nicht mehr als 0,05 Massen-%.
Wert von (Si+Mn)/Cr: nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4
Gemäß den von den vorliegenden Erfindern durchgeführten Untersuchungen hat der Wert von (Si+Mn)/Cr einen großen Einfluss auf die Leichtigkeit der Bildung einer Nitrierschicht bei der nach dem Wickelprozess ausgeführten Nitrierverarbeitung. Das Einstellen des Satzes (Si+Mn)/Cr auf nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 kann die Bildung einer Nitrierschicht mit ausreichender Dicke erleichtern. Die Gründe, warum ein solcher Effekt erzielt wird, können zum Beispiel wie folgt betrachtet werden (obwohl nicht auf die folgende Theorie beschränkt). Wie bereits erläutert, wird auf der Oberfläche des Federstahldrahtes der vorliegenden Offenbarung eine oxidierte Schicht gebildet, um die Schmierfähigkeit zwischen dem Federstahldraht und dem Arbeitswerkzeug während des Wickelvorgangs zu verbessern. Mit der Bildung der oxidierten Schicht wird die Konzentration von Si und Mn, die Elemente mit einer hohen Affinität zu O sind, in der Nähe der Oberfläche erhöht. Dies hat zur Folge, dass bei der anschließenden Nitrierverarbeitung das Eindringen von N durch Si und Mn in der Nähe der Oberfläche blockiert wird. Andererseits erleichtert eine Erhöhung der Menge an Cr, das eine hohe Affinität zu N hat, das Eindringen von N in den Hauptkörper bei der Nitrierverarbeitung und erleichtert so die Bildung einer Nitrierschicht mit ausreichender Dicke. Um sicherzustellen, dass ein solcher Effekt erzielt werden kann, muss der Gehalt an Cr im Verhältnis zum Gesamtgehalt an Si und Mn so hoch eingestellt werden, dass der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht über 1,4 liegt. Die Diffusionsgeschwindigkeit von Cr im Stahl ist im Vergleich zu der von Si, Mn usw. gering, so dass der Anstieg der Konzentration in der Nähe der Oberfläche des Hauptkörpers während der Nitrierverarbeitung moderat ist. Wird die zugesetzte Menge jedoch so weit erhöht, dass der Wert von (Si+Mn)/Cr weniger als 0,9 beträgt, bindet Cr N in der Nähe der Oberfläche des Hauptkörpers und blockiert das Eindringen von N in das Innere des Hauptkörpers. Dies führt zu einer geringeren Dicke der bei der Nitrierverarbeitung gebildeten Nitrierschicht. Um das Auftreten eines solchen Problems zu unterdrücken, muss der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht weniger als 0,9 betragen.
Bei dem oben beschriebenen Federstahldraht kann die oxidierte Schicht eine Dicke von nicht weniger als 2 pm und nicht mehr als 5 µm haben. Wie bereits erläutert, bildet sich bei der Bildung der oxidierten Schicht in der Nähe der Oberfläche des Hauptkörpers ein Bereich, der Si und Mn (insbesondere Si) in hoher Konzentration enthält. Folglich bildet sich an der inneren peripheren Seite des Bereichs mit erhöhter Konzentration von Si und dergleichen ein Bereich mit geringerer Konzentration von Si und dergleichen. Solange der oben beschriebene Satz von (Si+Mn)/Cr auf einen geeigneten Wert eingestellt ist, wird ein ausreichendes Eindringen von N in den Hauptkörper aufrechterhalten, und die Bildung des Bereichs mit geringerer Konzentration von Si und dergleichen fördert die Bildung der Nitrierschicht. Wenn die Dicke der oxidierten Schicht auf nicht weniger als 2 µm eingestellt wird, können solche Effekte zuverlässig erzielt werden. Andererseits muss zur Erhöhung der Dicke der oxidierten Schicht die Bearbeitungszeit für die Oxidation verlängert werden, was die Produktionskosten des Federstahldrahtes erhöht. Um den Anstieg der Produktionskosten des Federstahldrahtes zu unterdrücken, ist die Dicke der oxidierten Schicht vorzugsweise nicht mehr als 5 µm.
In dem oben beschriebenen Federstahldraht kann die oxidierte Schicht Fe3O4 in einem Prozentsatz von nicht weniger als 80 Massen-% enthalten. Fe bildet je nach Grad des Oxidationsfortschritts eine Vielzahl von Oxidtypen. Die von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, dass Fe3O4 unter dem Gesichtspunkt der Schmierfähigkeit während des Wickelvorgangs am besten geeignet ist. Das Einstellen des prozentualen Anteils von Fe3O4 in der oxidierten Schicht auf nicht weniger als 80 Massen-% kann die Schmierfähigkeit der oxidierten Schicht während des Wickelvorgangs weiter verbessern. Es sollte beachtet werden, dass der prozentuale Anteil von Fe3O4 in der oxidierten Schicht zum Beispiel mit Hilfe eines Referenzintensitätsverhältnisses (RIR) gemessen werden kann, das Röntgenbeugung verwendet.
In dem Stahl, der den Hauptkörper des oben beschriebenen Federstahldrahtes bildet, kann der Wert, der durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhalten wird, nicht weniger als 1 und nicht mehr als 1,2 betragen. Das Einstellen des Satzes (Si+Mn)/Cr auf nicht weniger als 1 und nicht mehr als 1,2 kann die Bildung der Nitrierschicht mit einer ausreichenden Dicke weiter erleichtern.
Der oben beschriebene Federstahldraht kann einen äußeren Durchmesser von nicht weniger als 0,5 mm und nicht mehr als 12 mm haben. Der Federstahldraht der vorliegenden Offenbarung ist besonders geeignet für den Federstahldraht mit einem äußeren Durchmesser von nicht weniger als 0,5 mm und nicht mehr als 12 mm. Der äußere Durchmesser des Federstahldrahtes ist vorzugsweise nicht weniger als 2 mm und nicht mehr als 8 mm. Es ist zu beachten, dass sich der äußere Durchmesser des Federstahldrahtes auf einen Durchmesser eines kreisförmigen Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes bezieht. Falls der Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes nicht kreisförmig ist, bezieht sich der äußere Durchmesser des Federstahldrahtes auf den Durchmesser des kleinsten Kreises, der den Querschnitt umschreibt.
[Details der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung]
Eine Ausführungsform des Federstahldrahtes gemäß der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Zeichnungen sind gleiche oder korrespondierende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Federstahldrahtes. 2 ist eine schematische Schnittansicht, die die Struktur des Federstahldrahtes zeigt. 2 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Federstahldrahtes.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst ein Federstahldraht 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Hauptkörper 10, der aus Stahl hergestellt ist und eine Linienform aufweist, und eine oxidierte Schicht 20, die eine äußere Umfangsfläche 10A des Hauptkörpers 10 bedeckt. Die oxidierte Schicht 20 hat eine äußere Umfangsfläche 20A, die eine äußere Umfangsfläche des Federstahldrahtes 1 bildet. Gemäß 2 hat der Federstahldraht 1 einen Durchmesser Ø von beispielsweise nicht weniger als 2 mm und nicht mehr als 8 mm. Die oxidierte Schicht 20 hat eine Dicke t von beispielsweise nicht weniger als 2 µm und nicht mehr als 5 µm.
Der den Hauptkörper 10 bildende Stahl enthält nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-% C, nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si, nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0,5 Massen-% Mn, nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Der Wert, der durch Dividieren der Summe des Si-Gehaltes und des Mn-Gehaltes durch den Cr-Gehalt erhalten wird (Wert von (Si+Mn)/Cr), ist nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4. Der Stahl, aus dem der Hauptkörper 10 besteht, weist ein gehärtetes Martensitgefüge auf. Der Federstahldraht 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein ölgelöschter und gehärteter Draht.
Bei dem Federstahldraht 1 der vorliegenden Ausführungsform wurde der Gehalt der Bestandteile des Stahls, aus dem der Hauptkörper 10 besteht, entsprechend eingestellt, und der Stahl, aus dem der Hauptkörper 10 besteht, weist eine gehärtete Martensitgefüge-Struktur auf. Der Hauptkörper 10 ist mit der oxidierten Schicht 20 bedeckt. Der Satz (Si+Mn)/Cr ist auf nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 eingestellt. Folglich kann trotz der erhöhten Si- und Mn-Konzentrationen in der Nähe der äußeren Umfangsfläche 10A des Hauptkörpers 10 aufgrund der Bildung der oxidierten Schicht 20, die zur Verbesserung der Schmierfähigkeit zwischen dem Federstahldraht 1 und dem Arbeitswerkzeug während des Wickelvorgangs beiträgt, bei der nach dem Wickelvorgang ausgeführten Nitrierverarbeitung ohne weiteres eine oxidierte Schicht mit ausreichender Dicke gebildet werden. Dadurch wird die Ermüdungsfestigkeit der Feder verbessert. Der Federstahldraht 1 ist demnach ein Federstahldraht, der eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit der Feder gewährleistet.
Der prozentuale Anteil von Fe3O4 in der oxidierten Schicht 20 beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise 80 Massen-% oder mehr. Dadurch kann die Schmierfähigkeit der oxidierten Schicht 20 während des Wickelvorgangs weiter verbessert werden.
In dem Stahl, der den Hauptkörper 10 der vorliegenden Ausführungsform bildet, ist der Wert, der durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhalten wird, vorzugsweise nicht weniger als 1 und nicht mehr als 1,2. Das Einstellen des Satzes von (Si+Mn)/Cr auf 1 oder mehr und 1,2 oder weniger kann die Bildung der Nitrierschicht mit einer ausreichenden Dicke weiter erleichtern.
Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Federstahldrahtes 1 wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das schematisch das Verfahren zur Herstellung des Federstahldrahtes 1 in der vorliegenden Ausführungsform illustriert. Unter Bezugnahme auf 3 wird bei dem Verfahren zur Herstellung des Federstahldrahtes 1 in der vorliegenden Ausführungsform zunächst ein Drahtmaterialvorbereitungsschritt als Schritt S10 ausgeführt. In dem Schritt S10 wird ein Drahtmaterial aus Stahl hergestellt, wobei der Stahl nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-% C, nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si, nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0. 5 Massen-% Mn, nicht weniger als 1,7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 beträgt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 ein Patentierungsschritt als Schritt S20 ausgeführt. In dem Schritt S20, der sich auf 3 bezieht, wird das in Schritt S10 hergestellte Drahtmaterial einer Patentierung unterzogen. Insbesondere wird das Drahtmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen, bei der das Drahtmaterial auf einen Temperaturbereich erwärmt wird, der nicht niedriger als die Austenitisierungstemperatur (A1-Punkt) ist, und dann schnell auf einen Temperaturbereich abgekühlt wird, der höher als die martensitische Umwandlungsstarttemperatur (Ms-Punkt) ist, und in diesem Temperaturbereich gehalten wird. Dabei erhält das Drahtmaterial ein feines Perlitgefüge mit geringen Lamellenabständen. Dabei wird bei der Patentierungsverarbeitung das Erhitzen des Drahtmaterials auf den Temperaturbereich nicht unterhalb des A1-Punktes vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre ausgeführt, um das Auftreten von Entkohlung zu unterdrücken.
Als nächstes wird in 3 ein Oberflächenschichtentfernungsschritt als Schritt S30 ausgeführt. In dem Schritt S30 wird eine Oberflächenschicht des Drahtmaterials, das in Schritt S20 patentiert wurde, entfernt. Insbesondere wird das Drahtmaterial zum Beispiel durch einen Nachschneider geführt, wodurch eine entkohlte Schicht oder ähnliches auf der durch die Patentierung gebildeten Oberfläche entfernt wird. Obwohl dieser Schritt nicht unbedingt erforderlich ist, kann eine entkohlte Schicht oder ähnliches, die sich aufgrund des Patentierens auf der Oberfläche gebildet hat, durch Ausführen dieses Schritts entfernt werden.
Als nächstes wird ein Glühschritt als Schritt S40 ausgeführt. Im Schritt S40 wird das Drahtmaterial, dessen Oberflächenschicht im Schritt S30 entfernt wurde, einem Glühvorgang unterzogen. Insbesondere wird das Drahtmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen, bei der das Drahtmaterial in einer Inertgasatmosphäre (z. B. Stickstoff oder Argon) auf einen Temperaturbereich von nicht weniger als 600 °C und nicht mehr als 700 °C erhitzt und für eine Zeitdauer von nicht weniger als einer Stunde und nicht mehr als zehn Stunden gehalten wird. Während das Glühen eine Wärmebehandlung ist, die zur Erweichung eines Drahtmaterials ausgeführt wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine oxidierte Schicht 20 gebildet, und der Prozentsatz von Fe3O4 in der oxidierten Schicht 20 wird in diesem Schritt S40 eingestellt. Auch hinsichtlich der Atmosphäre kann anstelle der üblichen Inertgasatmosphäre eine Atmosphäre verwendet werden, in der das Inertgas absichtlich mit der Luft gemischt wird, oder eine Atmosphäre, in der das Inertgas mit Wasserdampf gemischt wird.
Als Nächstes wird ein Kugelstrahlschritt als Schritt S50 ausgeführt. In dem Schritt S50 wird das Drahtmaterial, das in dem Schritt S40 einer Glühbehandlung unterzogen wurde, mit der darauf gebildeten oxidierten Schicht 20 einem Kugelstrahlen unterzogen. Obwohl dieser Schritt nicht unbedingt erforderlich ist, ermöglicht das Ausführen dieses Schritts das Entfernen von sprödem Fe2O3, das sich auf der Oberfläche der oxidierten Schicht 20 gebildet hat, und das Einstellen des Fe3O4-Anteils in der oxidierten Schicht 20. Der Fe3O4-Anteil kann durch Einstellung der Intensität und der Dauer des Kugelstrahlens angepasst werden.
Als nächstes wird ein Drahtziehschritt als Schritt S60 ausgeführt. Im Schritt S60 wird das Drahtmaterial, das in Schritt S50 gestrahlt wurde, einem Drahtziehverfahren (Ziehverfahren) unterzogen. Der Grad der Bearbeitung (Verkleinerung der Fläche) im Drahtziehverfahren im Schritt S60 kann entsprechend eingestellt werden; zum Beispiel kann die Verkleinerung der Fläche auf nicht weniger als 50 % und nicht mehr als 90 % eingestellt werden. Hier bezieht sich die „Flächenverringerung“ auf einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Drahtmaterials und bezieht sich auf einen in Prozent ausgedrückten Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen den Querschnittsflächen vor und nach dem Drahtziehprozess durch die Querschnittsfläche vor dem Drahtziehprozess erhalten wird.
Als nächstes wird ein Abschreckschritt als Schritt S70 ausgeführt. In Schritt S70 wird das Drahtmaterial (Stahldraht), das dem Drahtziehverfahren in Schritt S60 unterzogen wurde, einer Abschreckbehandlung unterzogen, bei der der Stahldraht auf eine Temperatur nicht unter dem A1-Punkt des Stahls erhitzt und dann schnell auf eine Temperatur nicht über dem Ms-Punkt abgekühlt wird. Zum Beispiel wird der Stahldraht auf eine Temperatur nicht unter 800°C und nicht über 1000°C erhitzt und dann zum schnellen Abkühlen in Öl getaucht. Auf diese Weise erhält der Stahl, der den Hauptkörper bildet, ein Martensitgefüge.
Anschließend wird ein Härtungsschritt als Schritt S80 ausgeführt. Im Schritt S80 wird der Stahldraht, der in Schritt S70 einer Abschreckbehandlung unterzogen wurde, einer Härtungsbehandlung unterzogen, bei der der Stahldraht auf eine Temperatur unterhalb des A1-Punktes des Stahls erhitzt und dann abgekühlt wird. Die Erwärmung des Stahldrahts wird durch Eintauchen des Stahldrahts in Öl ausgeführt, das auf einer vorgeschriebenen Temperatur gehalten wird. Zum Beispiel wird der Stahldraht auf eine Temperatur von mindestens 400°C und höchstens 700°C erhitzt und für eine Zeitdauer von mindestens 0,5 Minuten und höchstens 20 Minuten gehalten, bevor er abgekühlt wird. Auf diese Weise erhält der Stahl, der den Hauptkörper bildet, ein gehärtetes Martensitgefüge. Der Federstahldraht 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt.
Beispiele
(Versuch 1)
Es wurde ein Versuch durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung der Bestandteile des Stahls, aus dem der Hauptkörper besteht, einerseits und dem Zustand der Bildung einer gehärteten Schicht (Nitrierschicht) und der Ermüdungsfestigkeit der Feder andererseits zu untersuchen.
Federstahldrähte mit einem Durchmesser Ø von 4,0 mm wurden in einem ähnlichen Verfahren wie in der obigen Ausführungsform hergestellt. Die vorbereiteten Stahldrähte umfassten sechs Arten von Stahldrähten, bei denen der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, einen Aufbau aufweist, der in den Bereich der Komponentenzusammensetzung des Federstahldrahtes der vorliegenden Offenbarung fällt, und acht Arten von Stahldrähten, die außerhalb dieses Bereichs liegen. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Oberflächen der Drahtmaterialien im Schritt S40 oxidiert. Als Ergebnis hatten die vorbereiteten Federstahldrähte eine oxidierte Schicht mit einer Dicke von etwa 3,0 µm (nicht weniger als 2,7 µm und nicht mehr als 3,3 pm). Die Federstahldrähte wurden jeweils zu einer Druckfeder geformt und dann nacheinander einem Spannungsfreiglühen, dem Entfernen der oxidierten Zunderschicht, dem Nitrieren, dem Kugelstrahlen und dem Einstellen unterzogen. Das Nitrieren wurde unter den Bedingungen ausgeführt, dass eine Feder in einer Atmosphäre mit Ammoniakgas als Hauptbestandteil und Kohlendioxid- und Stickstoffgas auf 440°C erhitzt und fünf Stunden lang gehalten wurde. Für die so erhaltenen Federn wurde die Härteverteilung in der Nähe der Federoberfläche untersucht. Die Federn wurden außerdem einem Ermüdungsversuch unterzogen. Die Zusammensetzung der Bestandteile der Stähle, aus denen der Hauptkörper besteht, ist in Tabelle 1 angegeben.

[Tabelle 1]

	C	Si	Mn	Cr	V	(Si+Mn) /Cr
A	0.65	1.61	0.23	1.98	0.21	0.93
B	0.64	1.65	0.31	1.95	0.18	1.01
C	0.63	1.72	0.40	1.96	0.16	1.08
D	0.62	1.85	0.44	1.91	0.23	1.20
E	0.66	1.98	0.49	1.93	0.17	1.28
F	0.68	2.00	0.48	1.81	0.16	1.37
G	0.65	1.97	0.46	1.65	0.21	1.47
H	0.65	1.98	0.48	1.52	0.19	1.62
I	0.64	2.08	0.53	1.70	0.24	1.54
J	0.63	2.18	0.61	1.71	0.17	1.63
K	0.67	1.48	0.22	1.99	0.16	0.85
L	0.63	1.37	0.20	2.00	0.17	0.79
M	0.65	1.61	0.25	2.22	0.22	0.84
N	0.67	1.62	0.23	2.31	0.18	0.80

Wie in Tabelle 1 dargestellt, wurden 14 Typen von Federstahldrähten hergestellt, die sich im Aufbau des Stahls, aus dem der Hauptkörper besteht, unterscheiden. Tabelle 1 zeigt die Gehalte an C, Si, Mn, Cr und V in Massen-%. Der Rest, außer C, Si, Mn, Cr und V, besteht aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen. Tabelle 1 zeigt auch einen Wert von (Si+Mn)/Cr.
Tabelle 2 zeigt die Härteverteilung in der Nähe der Oberfläche der Feder zusammen mit dem Wert von (Si+Mn)/Cr. Die Härteverteilung wurde wie folgt ermittelt. Der Federstahldraht, aus dem die Feder besteht, wurde in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung geschnitten, und für den erhaltenen Querschnitt wurde die Härte an einer Stelle gemessen, die jeder Tiefe (Entfernung von der Oberfläche) entspricht. Jeder Wert in Tabelle 2 gibt die Vickershärte an. Der Wert bei „Tiefe 0“ gibt eine Oberflächenhärte des Federstahldrahtes an. Die Oberflächenhärte ist keine Härte am Querschnitt der Feder, sondern eine Härte (Vickershärte) der äußeren Umfangsfläche des Federstahldrahtes, aus dem die Feder besteht.

[Tabelle 2]

	Stahl	(Si+Mn) /Cr	Härte (Hv)
	Stahl	(Si+Mn) /Cr	0 µm	60 µm	80 µm	100 µm	120 µm
1	A	0.93	963	666	644	628	616
2	B	1.01	957	683	661	640	621
3	C	1.08	982	686	656	636	625
4	D	1.20	969	679	652	633	619
5	E	1.28	972	665	642	631	613
6	F	1.37	976	667	639	627	617
7	G	1.47	958	632	615	608	613
8	H	1.62	968	633	614	611	610
9	I	1.54	982	629	617	615	618
10	J	1.63	976	625	615	618	615
11	K	0.85	981	631	608	611	609
12	L	0.79	975	634	609	608	606
13	M	0.84	984	640	609	610	610
14	N	0.80	967	637	615	613	611

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, wird die Oberflächenhärte durch den Gehalt an Elementen wie Cr und V beeinflusst, die zum Auftreten von Sekundärhärtung beitragen. Andererseits wird bestätigt, dass die Härte im Inneren der Feder, insbesondere in der Tiefe von etwa 80 µm bis etwa 100 µm, die der Dicke der nitrierten Schicht entspricht, bei den Stählen A bis F (Proben 1 bis 6) höher ist, die den Beispielen der vorliegenden Offenbarung entsprechen, bei denen der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 beträgt. Insbesondere ist die Härte in der Nähe der Tiefe von 80 µm bis 100 µm bei den Stählen B bis D (Proben 2 bis 4) besonders hoch, bei denen der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht weniger als 1,0 und nicht mehr als 1,2 beträgt.
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse des Federermüdungstests.

[Tabelle 3]

	Stahl	(Si+Mn) /Cr	Anzahl der ungebrochenen Stücke
	Stahl	(Si+Mn) /Cr	5.0 × 10⁷-mal	1.0 × 10⁸-mal
1	A	0.93	8	6
2	B	1.01	8	8
3	C	1.08	8	8
4	D	1.20	8	8
5	E	1.28	8	7
6	F	1.37	8	4
7	G	1.47	7	1
8	H	1.62	3	0
9	I	1.54	5	0
10	J	1.63	2	0
11	K	0.85	5	1
12	L	0.79	0	0
13	M	0.84	4	0
14	N	0.80	1	0

Für jede der Proben 1 bis 14 wurden acht Federn hergestellt, die dem Ermüdungsversuch unterzogen wurden. Der Ermüdungsversuch wurde mit einem Stern-Ermüdungsprüfgerät für Federn durchgeführt. Der Test wurde unter den Bedingungen einer durchschnittlichen Spannung von 686 MPa auf der inneren Umfangsfläche der Feder und einer Spannungsamplitude von 630 MPa durchgeführt. Die Ermüdungsfestigkeit wurde gemäß der Anzahl der ungebrochenen Federn zu den Zeitpunkten der Belastungswiederholungen von 5,0 × 10⁷-mal und 1,0 × 10⁸-mal bewertet. Tabelle 3 zeigt die Anzahl der ungebrochenen Federn bei den Spannungswiederholungen von 5,0 × 10⁷-mal und 1,0 × 10⁸-mal .
Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, ist die Ermüdungsfestigkeit bei den Stählen A bis F (Proben 1 bis 6), die den Beispielen der vorliegenden Offenbarung entsprechen und bei denen der Wert von (Si+Mn)/Cr nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 beträgt, hoch. Dies liegt vermutlich daran, dass die Härte in den Stählen A bis F (Proben 1 bis 6) wie oben erläutert von der Oberfläche bis in eine Tiefe von etwa 80 µm bis etwa 100 µm erhöht wurde. Insbesondere kann gesagt werden, dass die Stähle B bis D (Proben 2 bis 4) mit dem Wert von (Si+Mn)/Cr von nicht weniger als 1,0 und nicht mehr als 1,2 eine bemerkenswert hohe Ermüdungsfestigkeit aufweisen.
Die obigen Versuchsergebnisse zeigen, dass der Federstahldraht der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit der Feder gewährleistet.
(Versuch 2)
Es wurde ein Versuch durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Dicke der oxidierten Schicht einerseits und dem Zustand der Bildung einer gehärteten Schicht (nitrierte Schicht) und der Ermüdungsfestigkeit der Feder andererseits zu untersuchen. Der Stahl, der den Hauptkörper bildete, war der Stahl A, und die Oxidationsbedingungen in der Stufe S40 wurden geändert, um sechs Arten von Stahldrähten herzustellen, die sich in der Dicke der oxidierten Schicht unterscheiden. Die Federstahldrähte wurden jeweils zu einer Druckfeder geformt und dann nacheinander der gleichen Verarbeitung wie in Versuch 1 unterzogen. Für die so erhaltenen Federn wurde die Härteverteilung in der Nähe der Federoberfläche untersucht, und die Federn wurden auch dem Ermüdungstest unterzogen, wie in Versuch 1.
Tabelle 4 zeigt die Härteverteilung in der Nähe der Federoberfläche zusammen mit dem Wert von (Si+Mn)/Cr. Die Härteverteilung wurde auf die gleiche Weise gemessen wie in Versuch 1.

[Tabelle 4]

	Stahl	Dicke der oxidierten Schicht (µm)	Tiefe (µm)
	Stahl	Dicke der oxidierten Schicht (µm)	0	60	80	100	120
15	A	3.3	963	666	644	628	616
16	A	2.1	974	669	642	624	615
17	A	4.1	962	671	652	631	623
18	A	5.0	962	678	652	628	620
19	A	1.3	954	649	632	623	612
20	A	6.3	961	653	635	622	611

Es versteht sich, dass die Härte im Inneren der Feder, insbesondere in der Tiefe von etwa 80 µm bis etwa 100 µm, die der Tiefe der nitrierten Schicht entspricht, bei den Proben 15 bis 18 besonders hoch ist, bei denen die Dicke der oxidierten Schicht nicht weniger als 2 µm und nicht mehr als 5 µm beträgt.
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse des Federermüdungstests.

[Tabelle 5]

	Stahl	Dicke der oxidierten Schicht (µm)	Anzahl der ungebrochenen Stücke
	Stahl	Dicke der oxidierten Schicht (µm)	5.0 × 10⁷-mal	1.0 × 10⁸-mal
15	A	3.3	8	6
16	A	2.1	8	6
17	A	4.1	8	8
18	A	5.0	8	7
19	A	1.3	8	4
20	A	6.3	8	3

Die Proben 15 bis 20 wurden jeweils in ähnlicher Weise wie in Versuch 1 dem Ermüdungsversuch unterzogen. Tabelle 5 zeigt die Anzahl der ungebrochenen Federn bei den Belastungswiederholungen von 5,0 × 10⁷-mal und 1,0 × 10⁸-mal.
Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, ist die Ermüdungsfestigkeit bei den Proben 15 bis 18 hoch, bei denen die Dicke der oxidierten Schicht nicht weniger als 2 µm und nicht mehr als 5 µm beträgt. Dies liegt vermutlich daran, dass die Härte von der Oberfläche bis in eine Tiefe von etwa 80 µm bis etwa 100 µm in den Proben 15 bis 18 wie oben erläutert erhöht wurde.
Die obigen Versuchsergebnisse zeigen, dass die Dicke der oxidierten Schicht vorzugsweise nicht weniger als 2 µm und nicht mehr als 5 µm beträgt.
Es sollte verstanden werden, dass die hier offenbaren Ausführungsformen und Beispiele in jeder Hinsicht illustrativ und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Begriffe der Ansprüche definiert, und nicht durch die obige Beschreibung, und soll alle Modifikationen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Begriffen der Ansprüche umfassen.
Bezugszeichenliste

1: Federstahldraht;
10: Hauptkörper;
10A: äußere Umfangsfläche;
20: oxidierte Schicht;
20A: äußere Umfangsfläche;
Ø: Durchmesser des Federstahldrahtes; und
t: Dicke der oxidierten Schicht.

Claims

Federstahldraht, umfassend: einen Hauptkörper, der aus Stahl hergestellt ist und eine Linienform aufweist; und eine oxidierte Schicht, die eine äußere Umfangsfläche des Hauptkörpers bedeckt; wobei der Stahl, aus dem der Hauptkörper besteht, nicht weniger als 0,62 Massen-% und nicht mehr als 0,68 Massen-% C, nicht weniger als 1,6 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Si, nicht weniger als 0,2 Massen-% und nicht mehr als 0,5 Massen-% Mn, nicht weniger als 1. 7 Massen-% und nicht mehr als 2 Massen-% Cr und nicht weniger als 0,15 Massen-% und nicht mehr als 0,25 Massen-% V enthält, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei ein Wert, der durch Dividieren der Summe des Si-Gehalts und des Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt erhalten wird, nicht weniger als 0,9 und nicht mehr als 1,4 beträgt, wobei der Stahl, der den Hauptkörper bildet, ein gehärtetes Martensitgefüge aufweist.
Federstahldraht gemäß Anspruch 1, wobei die oxidierte Schicht eine Dicke von nicht weniger als 2 µm und nicht mehr als 5 µm aufweist.
Federstahldraht gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die oxidierte Schicht Fe3O4 in einem Prozentsatz von nicht weniger als 80 Massen-% enthält.
Federstahldraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Stahl, der den Hauptkörper bildet, der Wert, der sich durch Dividieren der Summe des Si- und Mn-Gehalts durch den Cr-Gehalt ergibt, nicht weniger als 1 und nicht mehr als 1,2 beträgt.
Federstahldraht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem äußeren Durchmesser von nicht weniger als 0,5 mm und nicht mehr als 12 mm.