KR100210867B1 - 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량 퍼센트로 기본 성분으로 0.30에서 1.0의 C, 0.4에서 1.3의 Si, 0.3에서 1.0의 Mn, P≤0.03, 0.010에서 0.055의 S, 0.01에서 0.10의 Al, 0.0003에서 0.006의 B, 0.002에서 0.010의 N 및 0.05에서 0.20의 Mo 그리고 Fe와 피할 수 없는 불순물로 이루어지며, 4.0이하의 평균 입경 및 적어도 3,000pcs/mm2의 입자 수를 가지는 0.3에서 1.0의 흑연을 함유하는 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강 및 상기 조성을 갖는 강을 냉각개시온도를 Ar1점 이상으로, 냉각종료온도를 Ms점 이하로, 평균냉각속도를 5에서 100℃/s로 하여 냉각하는 것으로 이루어지는 제조방법을 제공한다.
Description
AlSl1055 계열의 강재와 같은 기계 구조용 강의 냉간 단조성의 개선을 위해 세멘타이트에 대해 스페로다이징 어닐링 기술이 채용되어져 왔고, 황, 연 등과 같은 쾌삭 원소가 절삭성의 개선을 위해 사용되어져 왔다. 그러나, 냉간 단조성 및 절삭성, 그리고 경화능 및 절삭성은 서로 상반된 성질이기 때문에 이들 모두를 동시에 만족시킨다는 것은 기술적으로 모순이 있다.
이러한 모순을 해결할 수 있는 기술 중 하나로써, 흑연 분산 강에 관한 기술 논문이 일본금속학회지, No. 3, vol. 30(1966), p. 279에 보고되어 있다. 이 기술은 강의 화학 조성과 어닐링 조건을 제어하여 고상내의 페라이트+펄라이트구조를 페라이트+흑연구조로 바꾸는 것이다. 상기 화학 조성은 예를 들자면 0.24의 C, 1.18의 Si, 0.24의 Mn 및 2.03의 Ni이고 약 28시간의 가열시간동안 650℃의 가열온도에서 흑연화 어닐링 처리가 행해졌다. 상기 계의 강에 대한 냉간 단조성에 관하여 일본금속학회지, vol. 53(1989), p. 206에 있는 기술 논문은 중탄소강의 페라이트+펄라이트구조가 페라이트+흑연의 2-상 구조로 바뀌는 경우, 그 경도는 비커스 경도로 Hv 160에서 약 Hv 110으로 떨어지고 그 냉간 단조성은 황 쾌삭강의 냉간 단조성에 비해 우수하다고 보고하고 있다. 절삭성도 역시 일본금속학회지, vol. 52(1988), p. 1285에 나와 있다. 상기 논문은 흑연화비가 커지는 경우, 절삭저항 주분력(cutting resistance main component of force) 및 절삭저항 이송분력(cutting resistance feed component of force)이 실질적으로 반으로 감소하고, 전단각이 커지게 되므로 전단응력이 감소하고, 마찰계수가 감소하고, 자르고 남은 부스러기의 컬(curl) 반경이 작아져서 처리성이 향상된다고 보고하고 있다.
그러나, 일본국 특허공보 제53-46774호에 나와 있는 것처럼, 30를 초과하는 직경의 흑연 입자가 현재 얻어지는 흑연 입자의 혼합상에 존재하기 때문에 지금까지는 흑연 분산 강이 공업적으로 이용되지 못했다. 바꿔 말하면, 상기 흑연 입자의 크기가 크고 상기 입자의 분산이 불균일한 경우, 상기 흑연은 급냉 경화시 오스테나이트에 충분하게 용해될 수 없고, 확산 거리가 길어져서 상기 탄소가 편석되게 된다. 결과적으로, 급냉 경도의 불충분, 급냉 경도의 불균일 등등이 야기된다. 특히 유도 경화의 경우에서와 같이 가열 유지 시간이 수초 정도로 짧은 경우, 상기 강 구조는 마르텐사이트+페라이트 혼합 구조가 되기 쉽다. 상기 흑연 입자가 조악해지는 경우, 냉간 단조에 기인하는 균열이 야기되고, 한계 변형율이 작아지고 절삭 마무리 표면의 조악함(coarseness)이 커지게 된다.
흑연 석출 강을 실제로 적용하기 위해서는, 상기 흑연을 미세화하고 균일하게 분산시키는 것이 필수적인 조건이다. 따라서, 흑연 석출 강의 입경과 그 분산을 제어하기 위한 기술의 상태가 기술될 것이다. 우선, 일본국 공개특허공보 제2-111842호는 BN이 흑연에 대한 석출핵으로 사용될 수 있고 산소 조성을 30ppm이하로 제한하는 것이 효과적이라고 기술하고 있다. BN은 당업계에서 잘 알려진 것처럼 흑연을 미세하게 석출시키는데 효과적이다. 그럼에도 불구하고, BN이 오스테나이트 결정 입계에서 석출하기 때문에 핵생성 위치로 상기 BN을 사용한 경우에도 역시 흑연이 페라이트 입계에 편석되게 된다. 바꿔 말하면, 화학 성분에 의한 상기 흑연의 균일한 분산은 아직까지 이루어지지 않았다.
다음으로, 미세 흑연을 균일하게 분산시키기 위한 제조 방법의 기술의 현상황이 기술될 것이다. 흑연 핵생성 위치를 도입하는 것에 의해 흑연화를 촉진시키려는 생각이 일본금속학회지, Vol. 30(1966), p. 279 및 No. 7, Vol. 43(1979), p. 640에 기술되어 있다. 바꿔 말하면, 상기 논문들은 페라이트에서 탄소의 과포화, 마르텐사이트 변태 변형 및 가공 변형이 상기 흑연의 석출 위치로 효과적이라고 기술하고 있다.
상술한 개념을 이용하는 종래 기술이 설명될 것이다. 일본국 공개특허공보 제49-67817호는 상기 탄소 과포화 상태(마르텐사이트 구조) 및 상기 마르텐사이트 변태 변형을 이용하는 방법을 개시하고 있다. 상기 문헌은 열간 압연 강으로써 0.45에서 1.5의 C(전체), 0.45에서 1.50의 흑연, 0.5에서 2.5의 Si, 0.1에서 2.0의 Mn, 0.02에서 0.15의 P, 0.001에서 0.015의 S, 0.008에서 0.02%의 N, 0.1에서 2.0%의 Ni, 0.015에서 0.5%의 Al 및 Ti중 적어도 하나, 0.0005에서 0.030의 Ca을 함유하고, 마르텐사이트 변태를 일으키기 위한 급냉을 위해 그것을 750에서 950℃로 다시 재열하고, 600에서 750℃의 어닐링을 위해 다시 한 번 상기 강을 재열하는 것으로 이루어지는 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법이 가공 변형을 주지 않기 때문에 흑연화를 위한 어닐링 시간이 길어지게 되고, 열간 압연 후에 가열 시간을 두 번 필요로 하게 되므로 생산가가 높아지게 된다.
일본국 공개특허공보 제63-9580호는 상기 가공 변형을 이용하는 방법을 기술하고 있다. 상기 문헌은 열간 압연 강으로써 0.015에서 0.140의 C, 0.3이하의 Mn, 0.02에서 0.30의 Sol. Al, 0.006이하의 N, 0.01이하의 P, 0.010이하의 S, 여기서 P()×S()가 P×S≤10×10-6을 만족하고, 그리고 0.03에서 2.50의 Si, 0.1에서 4.0의 Ni 및 0.03에서 1.00의 Cu 중 적어도 하나, 그리고 잔부는 철과 불순물을 함유하고, 상기 가공 변형을 도입하기 위해 적어도 30의 압연율로 상기 강을 냉간 가공한 후, 어닐링을 수행하는 것으로 이루어지는 제조 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 제조 방법은 조강(steel bar)이나 강선(wire rod)의 경우에 열간 압연 후에 30의 압연율로 냉간 압연을 행하는 단계를 요하기 때문에 실제적인 방법이라고 할 수 없다.
상술한 바와 같이, 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강을 얻기 위한 화학 조성 및 제조 방법은 아직까지는 여러가지 문제를 안고 있다. 따라서, 그것들이 아직까지는 공업적인 규모로 이용되지 못하고 있다.
본 발명은 냉간 가공(단조, 절삭 등) 후에 경화 및 템퍼링이 행해지는 자동차 부품 및 공업용 기계재료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 흑연이 균일하게 분산된 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
제1(a), 1(b), 1(c)도는 각각 종래기술에 따른 AlSl1055, 종래기술에 따른 흑연강 및 본 발명에 따른 강의 금속조직에 대한 광학현미경 사진.
제2도는 본 발명에 따른 강에서 흑연의 금속조직을 보여주는 SEM 사진.
본 발명은 상기 흑연의 평균 입경(급냉 후 공공의 평균 크기)을 감소시키고 입계에서 뿐만 아니라 페라이트 입자내에서도 상기 흑연을 균일하게 분산시키기 위해서 화학 성분과 제조 조건을 개선하는 것에 의해 상술한 문제점을 해결하고 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강재와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 핵심은 다음에 있다.
(1) 중량 퍼센트로 기본 성분으로 0.30에서 1.0의 C, 0.4에서 1.3의 Si, 0.3에서 1.0의 Mn, P≤0.03, 0.010에서 0.055의 S, 0.01에서 0.10의 Al, 0.0003에서 0.006의 B, 0.02에서 0.010의 N 및 0.05에서 0.20의 Mo 그리고 Fe와 피할 수 없는 불순물로 이루어지며, 4.0이하의 평균 입경 및 적어도 3,000pcs/mm2의 입자 수를 가지는 0.3에서 1.0의 흑연을 함유하는 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강.
(2) 중량 퍼센트로 기본 성분으로 0.30에서 1.0의 C, 0.4에서 1.3의 Si, 0.3에서 1.0의 Mn, P≤0.03, 0.010에서 0.055의 S, 0.01에서 0.10의 Al, 0.0003에서 0.006의 B, 0.002에서 0.010의 N 및 0.05에서 0.20의 Mo 그리고 Fe와 피할 수 없는 불순물로 이루어지는 조강을 열간압연 직후에 상기 열간압연라인의 후면에 설치된 수냉각장치에서, 냉각개시온도를 Ar1점 이상으로, 냉각 종료온도를 MS점 이하로, 평균냉각속도를 5에서 100℃/s로 하여 냉각 후, 그것을 더 자연 냉각시킨 다음, 600에서 720℃의 가열온도로 흑연화처리를 행하는, 4.0이하의 평균 입경 및 적어도 3,000pcs/mm2의 입자 수를 가지는 0.3에서 1.0의 흑연을 함유하는 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강의 제조방법.
[본 발명의 실시를 위한 최선의 형식]
본 발명의 발명자들은 일련의 연구를 통하여 Mo이 가해지는 경우, 흑연 입자의 수가 현저하게 증가하고 흑연 입자의 크기가 작아지게 되며, 석출 위치가 페라이트 결정립 내부와 입계 양자 모두에 발생하고 상기 흑연이 균일하게 분산된다는 것을 새롭게 알게 되었다.
이것은 아마도 Mo2C의 결정 구조가 BN의 것과 같은 육방정계이고 Mo2C가 같은 육방정계를 가지는 흑연의 석출 위치로 작용하기 때문인 것 같다. 흑연이 균일하게 분산되는 이유는 아마도 Mo2C가 상기 입계 및 결정립 내부에 각각 균일하게 분산되기 때문인 것 같다.
그러나, 일본국 공개특허공보 제2-111842호에 따르면, 과거에는 Mo이 세멘 타이트내에 고용되어 세멘타이트의 분해를 지연시키고 결국에는 Cr에서와 같은 방법으로 흑연화를 지연시키는 원소라고 생각되었다. 이러한 상식과는 상반되게, 본 발명의 발명자들은 Mo이 세멘타이트내에 거의 고용되지 않는다는 사실에 특별한 관심을 가져서 처음으로 몰리브덴이 흑연의 석출 핵으로 작용하여 흑연의 미세화 및 균일 분산의 효과를 가져온다는 것을 발견하게 되었다.
다음으로, 제조방법이 기술될 것이다.
본 발명의 발명자들은 열간압연 직후의 조강을 그 열간압연라인의 후면에 설치된 수냉각장치에 의해서, 냉각개시온도를 Ar1점 이상, 냉각종료온도를 MS점 이하, 평균냉각속도를 5에서 100℃/s로 냉각 후, 그것을 더 자연 냉각시킨 다음, 가열온도 600에서 720℃에서 흑연화처리를 행하는 것에 의해 흑연이 미세화된 것을 발견할 수 있다. 이것은 마르텐사이트 변태 변형 외에 열간압연 직후의 급냉 때문에 마르텐사이트에 잔류하는 압연 변형이 부가되므로 마르텐사이트가 내포하는 변형의 총량이 증가하여 결과적으로 흑연의 핵생성 위치가 증가하는 것으로 생각된다.
본 발명에 있어서 한정의 이유가 다음에 설명될 것이다. 첫번째 발명에 있어서, 급냉 후의 강도를 보장하고 충분한 절삭 성능을 얻기 위해 필요한 흑연의 양을 보장하기 위해 C의 하한이 0.30로 정해진다. 그 상한은 냉간 가공 후 열처리시 급냉 균열을 방지하기 위해 1.0로 정해진다.
Si는 강 내에서 탄소 원자와 약한 결합력을 가지고 흑연화를 촉진시키는데 유용한 원소이므로 필수불가결한 원소이다. Si는 급냉+어닐링 처리에 의해서 충분한 양의 흑연을 석출시키고 높은 흑연화비를 얻기 위해 가해져야 한다. 따라서, 그 하한은 적어도 0.4이어야 한다. 그러나, 1.3를 초과하는 경우, 비록 상기 흑연화 비가 커지는 경우라 하더라도 페라이트 상내에 고용되는 Si 함량은 증가하고 경도가 커져서 냉간 가공성이 저하된다. 따라서, 상기 경도의 저하 효과가 흑연화를 상쇄되므로 그 상한은 1.3로 정해진다.
Mn의 양은 강 내의 MnS로 있는 황을 고착하고 분산시키는데 필요한 양 및 기지내에 그 고용을 일으켜서 강도를 보장하는데 필요한 양의 합으로 가해지며, 그 하한이 0.3이다. 상기 Mn 양이 커지는 경우, 흑연화가 현저하게 방해를 받게 된다. 따라서, 그 상한은 1.0로 정해진다.
P은 강 내부의 입계에 석출하는 인 화합물 및 페라이트에 고용되는 P으로 존재한다. 비록 P이 절삭성을 향상시키지만, 열간 가공성을 악화시킨다. 따라서, 그 상한은 0.03로 정해진다.
S은 Mn과 결합하여 MnS 개재물로 존재한다. 강 내에 MnS 개재물의 양이 증가하는 경우, 공구와 MnS 개지물의 접촉의 가능성이 증가하여 상기 MnS 개재물이 상기 공구와의 접촉면에서 소성변형을 겪어서 피막을 형성하게 된다. 그 결과 페라이트와 공구가 접촉하는 기회가 감소하고, 응착이 억제되고 절삭 마무리 표면의 성상이 향상된다. 상기 응착을 억제하기 위해, S의 하한은 적어도 0.01이어야 한다. S이 냉간 단조성을 악화시키므로, 그 상한은 0.055로 정해진다.
Al은 강 내에서 산화물 형의 개재물로 존재한다. 결정립 크기를 조정하기 위해 적어도 0.01의 Al이 가해져야 한다. 0.10의 Al 조성에서 상기 탈산 효과가 포화에 이르므로 그 상한은 0.10로 정해진다.
B 및 N은 BN을 형성하여 흑연화 어닐링 시간을 감소시킨다. 상기 감소 효과를 충분히 얻기 위해 적어도 0.0003의 B가 가해져야 한다. 그러나, 상기 B가 0.006를 초과하는 경우, 상기 감소 효과는 포화에 이른다. 따라서, 그 상한은 0.006로 정해진다. N의 양은 0.0003에서 0.006의 범위에 있는 B를 BN으로 바꾸기 위해 0.002에서 0.010로 정해진다.
Mo은 흑연의 핵생성 위치로 작용하게 된다. 흑연 입자의 수를 3,000pcs/mm2로 조정하여 평균 입자 크기를 감소(4이하까지)시키기 위해 일정 수 핵생성 위치 이상이 확보되어야 한다.
따라서, 적어도 0.05의 Mo이 가해져야 한다. 그 결과, 균일한 분산이 페라이트 입계내 및 입자내 양자 모두에서 얻어질 수 있게 된다. 상기 Mo 조성이 0.20를 초과하는 경우 상술한 효과는 포화에 이르고 상기 페라이트 기지의 경도가 커지게 된다. 따라서, 그 상한은 0.20로 정해진다.
경화능의 측면에서, 흑연의 평균 입자 크기의 상한은 4이어야 한다. 그것이 4를 초과하는 경우, 급냉된 조직이 페라이트와 마르텐사이트의 혼합상이 되고 경도의 불균일성이 현저해진다. 흑연 입자 수가 3,000pcs/mm2미만인 경우, 흑연 입자 간의 거리가 커지게 되어 탄소의 확산 거리도 역시 커지게 된다. 따라서, 그 하한 값은 3,000pcs/mm2이어야 한다. 강 내의 C 전체량을 실질적으로 흑연화시키기 위해 상기 흑연의 하한 값은 탄소 함량의 하한 값과 일치하는, 즉 0.30이고, 그 상한 값은 탄소 함량의 상한 값과 일치하는, 즉 1.0이다.
다음으로, 본 발명에 있어서 두 번째 발명에 있어서 화학 조성의 제한과 제조 조건에 대한 이유가 기술될 것이다. C, Si, Mn, P, S, al, B, N 및 Mo에 대한 제한은 처음의 발명에 있어서와 정확히 같다. 제조 조건에 있어서, 열간종료압연직후 강재가 열간압연라인의 연장선에 설치된 수냉각장치에 의해 강제 냉각되는 이유는 급냉 마르텐사이트 구조에 열간압연에 기인하는 압연 변형이 잔류하기 때문이다. 이 방법에 따르면, 열간압연 후 적열상태에 있는 강재의 열에너지는 급냉에서 이용될 수 있고 재열이 불필요하다. 그 결과, 열처리비용이 감소될 수 있다.
강재의 표면에서 측정된 냉각개시온도는 마르텐사이트 변태 변형 및 압연 변형을 동시에 일으키고 흑연 생성 위치의 숫자를 증가시키기 위해 Ar1점 이상이 되어야 한다. 마르텐사이트 변태 구조를 충분히 얻고 흑연 형성을 용이하게 하기 위해 냉각종료온도가 Ms점 이하가 되어야 한다. 평균 냉각 속도의 하한 값이 이 5℃/s로 정해지는 이유는 마르텐사이트 변태 구조를 얻고 가공 변형을 잔류시켜 흑연화를 용이하게 하기 위함이다. 그 상한 값이 100℃/s로 정해지는 이유는 급냉이 상기 속도 이상으로 행해지더라도 마르텐사이트 변태량이 증가하지 않기 때문이다. 어닐링 온도의 상한과 하한이 600℃ 및 720℃로 각각 정해지는 이유는 상기 흑연화 시간이 이 온도 범위내에서 가장 짧아지기 때문이다.
다음으로, 본 발명의 효과가 그에 따른 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명될 것이다.
표 1은 본 발명에 따른 실시예로써 조강 및 강선의 화학 조성 및 제조 조건을 표로 나타내었다. 본 시험에 사용된 조강 및 강선의 직경은 10에서 30mm였다. 각 조강은 열간압연라인의 연장선에 설치된 냉각장치로 조강 전체 표면에 단위면적당 0.3에서 0.5t/m2의 속도로 균일하게 스프레이되는 냉각 수로 냉각되었다. 상기 냉각 장치는 길이가 20m이고 그 외주에 수 많은 스프레이 냉각수용 구멍을 가진 파이프로 이루어졌고 상기 조강이 상기 파이프의 중심선위에서 움직일 때 냉각되었다. 각 강선은 열간압연라인의 연장선에 설치된 수냉탱크를 통과시키는 것에 의해 냉각되었다. 평균냉각속도는 냉각시간으로 냉각개시온도와 냉각종료온도의 차를 나누어서 정했다. 그 후, 상기 시편은 자연냉각된 뒤, 오프 라인(off-line) 어닐링 노로 흑연화 처리를 적용시켰다.
표 2는 흑연의 분산도(흑연 입자 크기, 흑연간의 최대 거리 및 흑연양) 및 그 성능(냉간 단조성, 마무리 표면의 조악함 및 급냉 후 경도의 편차 폭)의 평가 결과를 표로 나타내었다. 흑연 입자 직경의 측정 방법은 다음과 같다. 흑연 입자에 전자선을 조사하고 반사전자선의 강도를 계수화하여 상기 흑연의 상이 SEM 화면상에 상기 흑연의 상이 형성되고 분석시스템을 사용하여 상기 입자의 직경을 측정하고 분석하였다. 1시야의 면적은 100×100였고, 시야수는 25였다. 측정된 총면적은 0.25 2였다. 흑연간의 최대거리가 200배의 광학 현미경으로 측정되었다. 사진 상에 흑연이 존재하지 않는 부분만을 포함하는 원을 그렸는데 그 직경의 최대 값이 흑연간의 최대 직경으로 사용되었다. 본 발명에 있어서 흑연의 입경 및 흑연간의 거리는 종래의 방법에 의한 강에 있어서의 그것에 비해 더 작았다.
강 내의 탄소 조성 및 흑연양이 화학분석으로 정해졌다. 본 발명에 따른 조강의 흑연화비는 비록 어닐링 시간이 10시간 정도로 짧았지만 100의 현저하게 우수한 값을 나타내었다. 종래의 방법에 있어서는 상기 흑연화비가 약 50정도로 낮았다.
본 발명에 따른 강, 종래의 방법에 따른 강 및 종래의 방법에 따른 흑연 강이 제1도에 비교하여 나와 있다. 제1a, 1b, 1c도는 각각 종래의 AlSl1055, 종래의 흑연 강 및 본 발명에 따른 강을 나타낸다. 또, 제2도는 본 발명에 따른 강에 있어서 흑연을 확대시켜 보여주는 SEM 사진이다. 본 발명에 따른 강에 있어서의 흑연이 현미경적으로는 구상 흑연의 집합형과 같은 형상을 가진다. 제1b도에서 보여진 종래의 흑연 강에 있어서, 상기 흑연이 조악했고 편석이 있었으나, 본 발명에 따른 강에 있어서 흑연 입자가 각 사진에 보여지는 것처럼 균일하게 분산되었다.
냉간 단조성이 압축테스트에 의해 평가되었다. Ф14mm×21mm의 크기를 갖는 각 시편이 중심홈을 가지는 공구위에서 유압 시험기에 의해 200mm/sec의 속도로 압축되었다. 상기 시편의 표면상에 균열이 발생하는 때의 지점에서의 시편의 깊이가 측정되었고 압축비(e)가 다음 식에 의해서 정해졌다:
압축비로 종래의 강의 가공한계는 73인 반면에 본 발명에 따른 강에 있어서 압축비는 83정도로 높았다. 비록 압축비로 10의 차이이지만, 그 차이를 반제품이 받는 변형으로 바꾼다면 대수적 변형은 각각 1.3 및 1.8이었다. 따라서, 40의 차이가 있다.
마무리 표면의 조악함은 TiN으로 코팅된 초경합금공구로 탐침형 거칠기 시험기를 사용하여 절삭된 표면을 평가하여 평가되었다. 절삭 조건은 V=250m/min, f=0.2mm/rev 및 d=2.0mm였다. 본 발명에 따른 마무리 표면의 조악함은 우수하였다.
경화능은 흑연 석출 상태하에서 25mm의 직경을 가지는 봉강을 유도 경화(1,000℃×3sec→수냉)로 경화시키고 난 뒤 상기 봉강의 단면에 있어서 경도의 편차 폭을 측정하여 평가하였다.
절삭성에 관하여는, 본 발명에 따른 강이 역시 마무리 표면 거칠기의 측면에서 종래의 흑연 강에 비하여 월등히 향상되었고, 통상의 연 쾌삭강에 비하여도 훨씬 우수하였다. 표 3은 본 발명에 따른 강을 천공하는 드릴 사용 수명이 현존하는 연 쾌삭강을 절삭하는 드릴의 사용 수명에 비해 얼마나 우수한가를 보여주고 있다. 이것은 기계적 구조에서 일반적인 쾌삭강이 페라이트 및 펄라이트 구조를 가지는 반면에 흑연 강이 페라이트 흑연 구조를 가지고 후자에 있어서 그 재료 자체의 경도가 월등하게 낮기 때문이다. 현존하는 연 쾌삭상의 화학 성분은 0.41의 C, 0.22의 Si, 1.58의 Mn, 0.057의 S, 0.20의 Pb 및 0.0011의 Ca였다. 상기 드릴 재료는 고속도강이었고, 이송은 10mm이고 길이 130mm인 형상에 118°의 끝각을 가지고 있었다. 공급은 0.33mm/rev였고, 30mm의 깊이를 갖는 수 많은 구멍이 천공된 이 후 드릴이 완전히 파손되는 시간이 수명으로 사용되었다. 구멍 깊이 전체가 1,000mm였을 때 드릴 수명에 이른 드릴의 외주 속도(VL1000)가 절삭성의 합격 여부 판단의 참고가 되었다. 본 발명에 따른 강의 VL1000값은 146m/min였다. 이 값은 연쾌삭강의 VL1000값인 66m/min에 비해 월등히 우수한 값으로 이해되었다.
상술한 실시예로부터 분명하게 이해할 수 있는 바와 같이 본 발명은 우수한 냉간 가공성, 우수한 절삭성 및 우수한 경화능을 가지는 미세 흑연이 균일하게 분산된 강을 제공하여 현저하게 큰 산업적 효과를 가진다.
Claims (2)
- 중량 퍼센트로 기본 성분으로그리고 Fe와 피할 수 없는 불순물로 이루어지며, 4.0이하의 평균 입경 및 적어도 3,000pcs/mm2의 입자 수를 가지는 0.3에서 1.0의 흑연을 함유하는 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강.
- 중량 퍼센트로 기본 성분으로그리고 Fe와 피할 수 없는 불순물로 이루어지는 강을 열간압연직후에 상기 열간압연라인의 후면에 설치된 수냉각장치에서, 냉각개시온도를 Ar1점 이상으로, 냉각종료온도를 Ms점 이하로, 평균냉각속도를 5에서 100℃/s로 하여 냉각하고; 상기 강을 더 자연 냉각시키고; 그리고 다음으로 600에서 720℃의 가열온도로 흑연화처리를 행하는 것으로 이루어지는 4.0이하의 평균 입경 및 적어도 3,000pcs/mm2의 입자 수를 가지는 0.3에서 1.0의 흑연을 함유하는 냉간 가공성, 절삭성 및 경화능이 우수한 미세 흑연이 균일하게 분산된 강의 제조방법.
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