KR100194911B1

KR100194911B1 - 하이버링 성형용 비자성스테인레스강 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100194911B1
Application number: KR1019950032291A
Authority: KR
Inventors: 키요아끼 니시카와; 요시히로 오제키; 토시유키 오노
Original assignee: 사카모토 타카시; 닛코킨조쿠 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR960010894A; JPH0892691A; TW293921B; US5645654A; JP3017029B2

Abstract

본 발명은, 하이버링 가공이 가능한 비자성스테인레스강의 개발을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 래크포드치 Υ의 판면내이방성 △Υ(단, △Υ=Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υo: 압연방향에 대해서 0°의 Υ치, Υ₄₅: 압연방향에 대해서 45°의 Υ치,Υ₉₀: 압연방향에 대해서 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 한다. 비자성스테인레스강을 최종압연전의 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입자정도로 4.0∼7.0으로 조정하고, 또 냉연율 20∼50%의 최종냉간압연에 의해서 소망의 두께로 완성시키고, 최종어닐링에 의해서 결정입자직경을 동규정에서 오오스테나이트결정입도로 7.0∼12.0으로 하므로서 제조한다. 전자관, 컬러브라운관전자총전극강으로 대표되는 용도에 적합하다.

Description

하이버링성형용 비자성스테인레스강 및 그 제조방법

제1도는 실시예에 있어서, 박리균열과 버링깨어짐의 발생율을 조사한 부위를 표시한 버링가공부품의 모식도.

본 발명은, 하이버링성형용 비자성스테인레스강 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 버링성형성이 뛰어난 컬러브라운관 전차종의 전극용 비자성스테인레스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전자 관용부재, 특히 컬러브라운관에 사용되는 전자총의 전극에는, 종래부터 비자성의 스테인레스강이 사용되고 있으며, 이 비자성스테인레스강은, 어느 정도의 심교성 (deep drawing) 및 버링성형성을 가지고 있으므로, 종래의 컬러브라운관용 전자총의 전극으로서 큰 문제는 발생하지 않았다. 여기서, 「버링」이란, 판에 원형의 구멍을 뚫어서 깃(collar)을 내는 방법을 말하고, 나사구멍·축받이 · 보강등의 목적으로 널리 사용되고 있다. 그러나 최근 컬러브라운관의 고정밀도화의 동향에 따라서, 전자총의 포커스특성을 상승시키기 위하여 전극의 렌즈직경을 크게해서, 버링성형을 지금까지 보다 더 정밀도 좋게 또한 버링성형높이를 크게할 (하이버링가공이라 칭함)필요가 발생하게 되었다. 버링성형높이를 크게 할 필요가 있는 것은, 렌즈의 포커스특성을 한층더 안정화하기 위해서이다.

일반적으로 심교성이 양호한 랭크포드값이 큰 재료일수록 버링성형높이가 작고, 이들 재료의 성형높이를 높게 할려면, 구멍가장자리의 마무리를 양호하게 하거나, 깨어짐의 기점으로 되기쉬운 개재물을 줄이는 일이 행하여 지고 있다. 또, 최종어닐링에서 2D라고 일컬어지는 열처리후 산세척을 행한 재료를 사용하거나, 최종어닐링후에 표면연마를 실시해서, 금형과의 윤활성을 양호하게 하는 일도 행하여지고 있다.

그러나, 상기한 방법은 버링가공에서 발생하는 버링깨어짐의 감소에 대해서 어느정도의 효과는 있으나, 전차총의 전극과 같이 버링성형높이가 구멍직경의 1/3을 초과하게 되는 경우에는 , 깨어짐발생의 감소율은 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또 단부면 또는 표면의 조정을 필요로 하는 것이므로 공정수가 증가한다고 하는 문제도 있었다. 본 발명의 과제는, 버링성형높이가 구멍직경의 1/3을 초과하는 하이버링가공을 행할 수 있는 비자성스테인레스강을 개발하는 것이다.

본 발명자들은, 버링가공성을 더욱 개선하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 소성이방성과 버링깨어짐의 발생율에 상관이 있는 것을 밝혀내었다. 이 소성이방성은 랭크포드치Υ의 판면내이방성△Υ로 나타낼수 있다. 그리고 랭크포드치Υ의 판면내이방성△Υ로 나타낼수 있다. 그리고 랭크포드치Υ의 판면내이방성△Υ을 어느 값보다 작게 하므로서 버링깨어짐의 발생을 생산성에 문제가 없는 정도까지 감소시킬 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 달성하는데 도달하였다.

여기서, 판형상의 인장시험편을 일정한 신장율이 나올때까지 인장했을 때의 판폭과 두께의 변화를 측정해서, 각각의 변형을 구하고, 그 비를 취한 Υ=판폭변형/판두께 변형을 Υ치(랭크포드(Lankford)치)라 호칭하고 있다. Υ은 판두께이방성을 표시한 파라미터이기도 하므로, 소성이방성비라고도 하고 있다. 이 Υ치는 또, 압연방향 그외의 각방향으로부터 시험편을 채취해서 시험하면 달라진 값을 취한다. 바꿔말하면, Υ치에도 판면내이방성이 있다. 보통비교치로서, Υ치를 볼때에는, 압연방향에 대해서, 0°, 45°, 90°방향으로 채취한 시험편의 인장을 행하고, Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)를 구해서, 그 평균치 Υ=Υ₀+Υ₉₀+2Υ₄₅)/4를 취한다. 또 랭크포드치Υ치의 판면내이방성 △Υ을 표시한 양으로서는, △Υ={(Υ₀+Υ₉₀)/2}-Υ_45,또는 △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2를 취한다.

이 내용에 의거해서, 본 발명은, ① 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 하이버링성형용 비자성스테인레스강, ② 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 전자관용 비자성스테인레스강 및 ③ 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 컬러브라운관전자총전극용 비자성스테인레스강을 제공한다. 이러한 스테인레스강은, 제조 공정에있어서 결정입도를 적절하게 규정하므로서 제조할 수 있는 것이 판명되었다. 본 발명은, 또, ④ 비자성스테인레스강을 최종압연전의 결정입경을 JISG0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 4.0∼7.0으로 조정하고, 또 냉연율 20∼50%의 최종냉간압연에 의해서 소망의 두께로 완성시키고, 최종어닐링에 의해서 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 7.0∼12.0으로 하는 것을 특징으로 하는 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 하이버링성형용 비자성스테인레스강의 제조방법도 제공한다.

본 발명의 근간이 되는 기술은, 전자관, 특히 컬러브라운관전자총전극으로 대표되는 하이버링가공을 행하는 재료를 소성이방성이 작은 비자성스테인레스강으로 한 데 있다. 소성이방성을 나타내는 랭크포드치의 판면내이방성을 작게하면, 버링성형시에 최대신장변형을 표시한 판의 가장자리에 생기는 가늘어짐의 발생을 지연시키게 되고, 그에 의해서 균열의 발생이 억제된다. 본 발명에서 랭크포드치Υ의 판면내이방성 △Υ의 절대치를 0.12이하로 규정한 것은, 버링성형높이가 구멍직경의 1/3을 초과하게 되는 버링성형을 행한 경우에 0.12보다 큰 경우에 버링깨어짐의 발생에 의해서 생산성이 현저하게 저하하기 때문이다. 따라서, 구멍직경에 대한 버링성형높이의 비율이 더욱 높아지면, △Υ의 절대치를 보다 작게 하는 것이 바람직하다.

본 발명이 대상으로 하는 비자성스테인레스강의 예는, 예를 들면, 중량%로 Mn: 1∼3%, Ni: 9∼15%, Cr:15∼20%, C : 0.01∼0.05%, 잔여부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 것이다.

이하에 본 발명이 대상으로 하는 비자성스테인레스강의 성분의 한정이유에 대해서 설명한다.

Mn은 탈산과 경도의 향상을 목적으로 해서 첨가한다.

Mn의 함유량이 1%미만에서는 상기 효과가 발생하지 않는다. 한편 Mn의 함유량이 3%를 초과하면 경도가 상승하고, 버링성이 열화한다. 따라서 Mn의 함유량은 1∼3%로 한다.

Ni의 함유량이 9%미만에서는 비자성을 유지할수 없다. 한편 Ni의 함유량이 15%를 초과하면 고가인 Ni를 과잉으로 사용하게 된다. 따라서 Ni의 함유량은 9∼15%로 하고, 바람직하게는 13∼15%로 한다.

Cr은 비자성을 유지하기 위해서 첨가한다. Cr의 함유량은 15∼20%로 하고, 바람직하게는 15∼17로 한다.

C의 함유량이 0.05%를 초과하면 탄화물의 생성이 현저하고, 버링성이 열화한다. 한편 C의 함유량이 0.01%미만에서는 저 C의 달성은 곤란하게 되어 제조코스트가 높아진다. 따라서 C의 함유량은 0.01∼0.05%로 한다.

이와같은 하이버링가공용비자성스테인레스강은, 최종압연전의 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 4.0∼7.0으로 조정하고, 또 냉연율 20∼50%의 최종냉간압연에 의해서 소망의 두께로 완성시키고, 최종어닐링에 의해서 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 7.0∼12.0으로 하므로서 제조할 수 있다. 여기서 최종압연전의 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 4.0∼7.0으로 규정한 것은, 냉간압연전의 결정입경을 크게하면 소성이방성의 원인으로 되는 (112)[111]의 집합조직의 발달을 억제할 수 있기 때문이며, JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도가 7.0보다 크면 그 효과는 나타나지 않는다. 또, 4.0보다 작으면 그 후의 가공을 연구하더라고 재결정후에 입자혼합조직으로 되기쉽기 때문이다. 최종냉간압연의 냉연율을 20∼50%로 규정한 것은, 50%를 초과하면, (112)[111]의 방위의 발달을 억제할 수 없고, 20%미만에서는 재결정후에 입자혼합조직으로 되기 쉽기 때문이다. 최종냉간압연의 냉연율을 35∼50%로 하는 것이 바람직하다. 최종어닐링에 의해서 결정입경을 JIFG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 7.0∼12.0으로 하는 이유는 7.0보다 작으면 프레스후의 표면거칠음을 발생하기 쉽고, 12.0보다 크게하면 미재결정부가 잔류하기 쉽기 때문이다.

다음에 실시예 및 비교예에 의거해서 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 중량%로 Mn: 1.6%, Ni: 14%, Cr: 16%, C : 0.03%, 잔여부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 두께 1.7mm의 스테인레스강판을 어닐링과 냉간압연을 반복해서, 두께 0.245mm의 냉연판으로 하고, 또 최종어닐링을 행하여 결정입경을 JISG 0551에서 규정된오오스테나이트결정입도로 11.0∼12.0으로 조정하였다. 또한 이 실시예에서는 , 동일한 조성에서 결정입도만 다르게 하였다. 이렇게 얻어진 판을 구멍직경 6mm에 대해서 버링성형높이 2mm의 부품에 버링성형하고, 제1도에 모식적으로 표시한 박리균열과 버링깨어짐의 발생율을 조사하였다. 제1도의 부품은 전자총에 있어서의 실제의 버링부품을 모의적으로 한 것이다. 제1표에 최종압연전의 결정입경, 최종냉간압연의 냉연율, 랭크포드치의 판면내이방성 △γ의 절대치, 및 박리균열과 버링깨어짐의 발생율을 표시한다. 또한 각각의 발생율은, 버링성형을 15000개/회로 4회 행하고, 각회로부터 무작위로 200개의 샘플을 선택하여 불량 발생율을 조사했을 때의 평균치로 하였다.

표 1로부터 명백한 바와 같이 본 발명에 따라 △γ의 절대치가 0.12이하의 시료1∼4는, 박리균열발생율이 0%이고 버링깨어짐발생율도 0.3%이하이다. 그에대해서 비교예에서 표시한 시료 5∼7은, 본 발명과 비교해서 박리 균열이나 버링깨어짐의 발생율에서 현저하게 뒤떨어지고, 정밀도가 양호한 버링성형을 할 수 없는 것을 알수 있다.

본 발명의 비자성스테인레스강에 의하면, 하이버링성형을 행하는 전자총의 전극의 성형 정밀고 및 생산성의 저하의 원인으로 되어 있었던 버링깨어짐의 발생을 방지할 수 있는 것이다. 또, 본 발명의 비자성스테인레스강은 박리균열도 발생하지 않기 때문에, 전자총의 전극의 제조상 지극히 유효하다.

Claims

중량%로 Mn: 1∼3%, Ni: 9∼15%, Cr:15∼20%, C : 0.01∼0.05%, 잔여부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 컬러브라운관전자총전극용 비자성스테인레스강.
중량%로 Mn: 1∼3%, Ni: 9∼15%, Cr:15∼20%, C : 0.01∼0.05%, 잔여부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 비자성스테인레스강을 최종압연전의 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테테나이트결정입도로 4.7∼7.0으로 조정하고, 또 냉연율 20∼50%의 최종냉간압연에 의해서 소망의 두께로 완성시키고, 최종어닐링에 의해서 결정입경을 JISG 0551에서 규정되는 오오스테나이트결정입도로 7.0∼12.0dmfh 하는 것을 특징으로 하는 랭크포드치Υ의 판면내이방성(단, △Υ=(Υ₀+Υ₉₀-2Υ₄₅)/2, 여기서 Υ₀(압연방향에 대해서 , 0°의 Υ치),Υ₄₅(압연방향에 대해서 , 45°의 Υ치),Υ₉₀(압연방향에 대해서 , 90°의 Υ치)의 절대치가 0.12이하인 것을 특징으로 하는 컬러브라운관전자총전극용 비자성스테인레스강의 제조방법.