KR100237536B1 - 프레스성이 양호한 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법 - Google Patents

프레스성이 양호한 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 프레스성이 양호한 전자총 부품용 Fe-Cr-Ni합금소재 및 그 제조방법과 개발을 과제로한 것이며, 중량%로서, Cr15∼20%, Ni9∼15%, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 합금소재를 최종어닐링에 의해서 결정입도가 오스테나이트결정입도로 표시해서 No.7∼12이도록 조정하고 그리고 기계적인 표면연마 또는 압연에 의해 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이 하이도록 소재표면거칠기를 조절하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

프레스성이 양호한 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법
본 발명은, 프레스성이 양호한 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법에 관한 것이고, 특히 전자총부품, 예를 들면 전자총전극재료에 사용되는 비자성스테인레스강에 있어서 드로잉가공을 위한 프레스가공성을 향상시킨 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수상관 등에 사용되는 전자총부품은, 판두께 0.05∼0.5mm정도의 비자성 스테인레스강인 Fe-Cr-Ni계 합금재를 프레스가공에 의해 소정형상으로 드로잉 가공됨으로써 만들어진다.
드로잉성을 향상시키기 위하여, 특히 버링성형(둥근구멍을 뚫어서 가장자리를 내는 방법)을 용이하게 하기 위하여 압연가공률이나 어닐링조건을 검토한 기술(일본국 특원평 6-257253)이 제안되고 있다.
그러나, 최근 프레스가공속도의 향상이 한층더 추구되는 동시에, 프레스할 때에 사용되는 오일도 저점도이고 탈지하기 쉬운 것이 사용되는 경향에 있고, 드로잉 가공에 있어서는 드로잉가공갈라짐이 발생하기 쉬운 까다로운 조건이 되고 있다.
그 때문에 종래의 재료에서는 반드시 만족할 수 있는 결과를 얻을 수 없고, 프레스가공성의 더 한층의 개선이 강하게 요망되고 있다. 본 발명의 과제는 프레스의 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재 및 그 제조방법의 개발이다.
이러한 과제에 대처하기 위하여 연구를 거듭한 결과, Fe-Cr-Ni계 합금소재에 있어서, 결정입도를 오스테나이트결정입도로서 7.0∼12.0으로 하고, 금속표면의 거칠기를 중심선평균거칠기(Ra)로서 0.05∼0.25㎛, 최대높이(Rmax)로서 3.5㎛이하로 하므로써, 드로잉가공성을 더욱 개선할 수 있는 것이 판명되었다.
종래, 드로잉가공성과의 관련에서 표면거칠기의 정량화, 또한 Ra, Rmax의 2개의 지표의 정량화에 의해 개선이 얻어진다는 지견은 없다.
이 지견에 의거해서, 본 발명은,
(1) 중량%로서, Cr15∼20%, Ni9∼15%, 나머지부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 합금소재로서, 결정입도가 오스테나이트결정입도로 표시해서 No.7∼12이고 그리고 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이하인 표면거칠기를 가진 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재, 및
(2) 중량%로서, Cr15∼20%, Ni9∼15%, 나머지부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 합금재를 최종어닐링에 의해서 결정입도가 오스테나이트결정입도로 표시해서 No.7∼12이도록 조정하고 그리고 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05㎛∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이하이도록 소재표면거칠기를 조절하는 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 제조방법을 제공한다.
표면거칠기의 조절은, 기계적인 표면연마 또는 압연에 의해 실시할 수 있다. 프레스가공의 직전에 기계적인 표면연마를 실시하는 것이 추장된다.
본 발명의 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 합금성분한정이유 및 결정입도 및 표면거칠기의 한정이유를 이하에서 설명한다.
(Cr) : 전자총용 부품으로서는 비자성이라는 것이 요구된다. 통상, 비자성이기 위해서는 투자율이 1.005이하인 것이 요구되고 있고, 이것을 만족시키기 위해서는 Cr량을 적정범위로 조정하는 것이 필요하다. 따라서 그 성분범위를 15∼20%로 한다.
(Ni) : Ni가 9%보다 적으면 자성이 지나치게 높아지는 데다가, 가공성을 저해한다. 또 15%보다 많이 함유하는 경우도, 가공성이 저해되는 데다가 원가상승이 된다. 따라서 그 성분범위를 9∼15%로 한다.
본 발명의 전자총부춤용 Fe-Cr-Ni계 합금소재는, 그 결정입도를 오스테나이트결정입도로 표시해서 7∼12로 조정된다. No.7∼12로 하는 이유는, 7보다 작으면 프레스할때에 프레스품표면에 거칠어짐이 발생하고, 12보다 크면 드로잉성이 저하하여, 갈라짐이 발생하기 쉽게되기 때문이다.
또, 본 발명의 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재는, 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이하인 표면거칠기를 가진 것이 된다. 거칠기의 측정은 표면거칠기측정기에 의해서 행하였다.
중심선평균거칠기(Ra)를 0.05∼0.25㎛로 하는 이유는, 0.05㎛보다 작으면 프레스성의 개선이 확인되지 않고, 0.25㎛를 넘으면 프레스성의 개선을 포화하고, 반대로 표면이 거칠어지기 때문이다.
최대높이(Rmax)를 3.5㎛이하로 하는 이유는 3.5㎛를 넘으면 갈라짐이 발생하기 쉬워지고 프레스성의 개선을 볼 수 없게 되기 때문이다.
프레스성의 개선은, 프레스가공시에 재료표면의 오목볼록에 오일이 들어가고, 오일유지가 좋아지기 때문이라고 생각된다.
본 발명의 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금은, 예를 들면 하기와 같이 해서 제조된다. 먼저 상기한 각 함유성분의 조성비를 만족시킨 합금성분을 용해, 주조하고, 이어서, 열간단조 또는 압연을 실시한 후, 냉간압연과 어닐링을 반복해서 소정의 두께로 마무리한다.
이때, 최종어닐링에 의해서 오스테나이트결정입도가 7∼12가 되도록 조정한다.
중심선평균거칠기(Ra) 및 최대높이(Rmax)의 조절은 최종판두께가 된 재료를 버프, 연마석, 커터 등에 의해서 기계적으로 표면연마함으로써 실시할 수도 있고, 또 최종압연시에 표면거칠기를 조절함으로서도 실시할 수 있다.
표 1에 표시한 조성의 합금성분을 각각 용해해서 주괴(ingot)에 주조하고, 이어서, 열간압연을 실시한 후 냉간압연과 어닐링을 반복해서 판두께 0.4mm의 어닐링재를 제조했다.
이 어닐링재를 각종의 거칠기를 가진 연마재 및 SiC를 함침시킨 비행기용익포에 의해서 기계적으로 표면연마를 행하였다.
또, 이것과는 별도로, 최종압연시에 각종의 거칠기를 가진 압연롤(덜롤)을 사용해서 압연하고, 표면거칠기가 다른 재료를 제조하고, 최종어닐링을 행한 것도 제조했다.
그리고, 이들 재료의 프레스성(드로잉성)을 조사하기 위하여 한계드로잉비를 구했다. 이 한계드로잉비는, 하중디프드로잉성시험에 의해 컵벽강도와 플랜지변형력을 구하고, 그 교점으로부터 구한 것이다. 또한, 프레스시의 윤활제로서는 수용성 왁스를 사용했다.
이것과는 별도로 드로잉비 1.33에서 모든 공시재를 평저펀치를 사용해서 드로잉하고, 가공품에 표면거칠어짐이 있는지 어떤지의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 병기했다.
Figure kpo00001
표 1로부터 명백한 바와 같이, 본 발명 합금 No.1∼4는, 비교합금 No.5∼8에 비해서 모두 한계드로잉비가 크고, 우수한 드로잉성을 나타내고 있다.
또, 비교합금 No.8과 비교해서 명백한 바와 같이 결정입도가 지나치게 크면(결정입도 No.가 6으로 작으면)표면거칠어짐의 발생이 확인되고, 프레스제품으로서는 부적당하다.
이상과 같이, 본 발명의 Fe-Cr-Ni계 합금소재는, 프레스성을 현저하게 향상시키고, 엄격한 프레스조건에서 가공되어도 드로잉가공갈라짐이 발생하기 어려운 재료이다. 따라서, 전자총부품의 가공에 대한 금후의 엄격한 요구에 대응할 수 있다.

Claims (5)

  1. 중량%로서, Cr15∼20%, Ni9∼15%, 나머지부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 합금소재로서, 결정입도가 오스테나이트결정입도로 표시해서 No.7∼12이고 그리고 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이하인 표면거칠기를 가진 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재.
  2. 중량%로서, Cr15∼20%, Ni9∼15%, 나머지부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 합금재를 최종어닐링에 의해서 결정입도가 오스테나이트결정입도로 표시해서 No.7∼12이도록 조정하고 그리고 중심선평균거칠기(Ra)가 0.05㎛∼0.25㎛ 또한 최대높이(Rmax)가 3.5㎛이하이도록 소재표면거칠기를 조절하는 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 표면거칠기의 조절을 기계적인 표면연마에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 프레스가공의 직전에 기계적인 표면연마를 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 표면거칠기의 조절을 압연에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스성이 양호한 전자총부품용 Fe-Cr-Ni계 합금소재의 제조방법.
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