KR100366211B1 - 고신율을 구비한 고강도 강선 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 비드와이어에 사용되는 고강도와 고인성을 유지함과 더불어 높은 신율을 나타내는 강선 및 그러한 강선의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 고강도 강선은, C 0.4 - 0.65%, Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하, 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되며, 그 조직이 초석 페라이트 분율이 10%이하이고 나머지는 불연속적인 펄라이트를 포함한 조직으로 이루어진 강선에 있어서, 상기 강선은 강재로부터 다이스 어프로치 각도 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 일련의 다이스에 의해 연속적으로 인발되고 490 ∼ 560℃의 온도범위로 블루잉 열처리되어진 최종 선경이 1.6mm이하이고, 염회치 10d = 26 ∼ 36이며, 블루잉 후 강선의 내부 미소기공 분율이 0.2% 이하로써 신율이 5.0 ∼ 8.2%인 데에 기술적 특징이 있다.
본 발명에서는 강선의 제조시 중간열처리를 행함이 없이 압출다이스의 어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도를 소정 범위내로 제어함으로써 기존의 강선에서와 동등한 수준의 강도 및 인성을 구비함과 아울러 5%이상의 신율을 나타내어 향상된 연성을 구비한 강선의 제조가 가능하고, 또한 인장강도, 염회, 인성 및 연성 등의 기계적 특성에 있어서 자동차용 비드와이어에서 요구되는 품질특성을 만족시키고 있어 자동차용 비드와이어에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

Description

고신율을 구비한 고강도 강선 및 그 제조방법{STEEL WIRE HAVING A HIGH TENSILE STRESS AND A HIGH ELONGATION, AND PRODUCTION METHOD THE SAME}
본 발명은 자동차용 비드와이어에 사용되는 강선에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인발 다이스의 어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도를 제어하여 중간 파텐팅 열처리를 수행함이 없이 간편한 공정을 통해서 제조되는 고강도와 고인성을 유지함과 더불어 강선 내부의 미소기공 분율을 0.2% 이하로 조절하여 높은 신율을 나타내는 강선 및 그러한 강선의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 비드와이어 제품으로 사용되는 강선은, 강재를 압연하고 계속해서 열연강봉을 냉각시켜 5.0 ∼ 5.5mm 선경의 롯드로 예비인발한 후 파텐팅 열처리를 하고 다시 2차인발을 하여 최종선경에 이르도록 신선을 한 다음 블루잉 열처리와 청동으로 도금을 행하는 일련의 제조과정을 거쳐서 최종 제품으로 얻어지게 된다.
종래의 강선은 대부분이 상기와 같이 제조공정중 예비인발후 2차 인발전에 2차 인발성을 향상시키기 위해 중간 파텐팅 열처리를 거치게 된다. 파텐팅은 열처리 과정에서 생긴 변형조직을 제어하기 위한 열처리 방법의 하나로서 통상적으로 파텐팅 열처리를 거쳐야 최종제품까지 인발이 가능한 것으로 알려져 있다.
하지만 중간열처리를 행하지 않고 소재의 인발성을 부여할 수 있다면 압연선재로부터 최종제품까지 직접 인발을 할 수 있어서 중간열처리 공정을 생략할 수 있음은 물론 중간열처리 과정에서 발생되는 스케일을 제거하기 위한 산세공정이나 2차 인발가공을 위한 전처리 코팅공정(본데라이트 및 보락스)까지도 생략이 가능하므로 강선의 제조공정을 상당히 단순화할 수 있을 것으로 기대된다.
그러나, 실제로 파텐팅 중간열처리 없이 많은 양을 가공하게 되면 가공경화에 따라 강선의 연성이 저하되어 인발과정에서 단선이 발생할 뿐만 아니라 인발선의 디라미네이션(Delamination) 불량이 발생할 우려가 높다. 대체로 이러한 디라미네이션은 강선의 강도나 인발량이 증가함에 따라 그 발생 가능성이 커지며 그 중에서도 소재의 강도를 높이지 않고 인발량을 증대시키는 방법이 소재 자체의 강도를 증가시키는 방법에 비하여 보다 크다고 알려져 있다.
그런데, 최근 공고된 국내 공개특허공보(공개번호:2000-25991)에는 선재의화학조성 및 미세조직 구조를 변화시켜 중간열처리 공정이 없이도 인발이 가능하도록함으로써 강선의 제조공정을 단순화를 도모한 인발성이 우수한 고강도 선재가 개시되어 있다.
상기 특허의 선재는, C 0.4 - 0.65%(이하, 모든 %는 중량%임), Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하, 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되며, 그 조직이 초석 페라이트 분율이 10%이하이고 나머지는 불연속적인 펄라이트(Degenernated Pearlite)를 포함한 조직으로 이루어져 있다.
상기 특허의 선재는 상기의 합금조성을 통해서 공석강(Eutectoid Steel)에 비해 탄소함량을 감소시켜 세멘타이트의 분율을 감소시키는 한편으로 압연 후 냉각하는 도중에 페라이트 변태를 적극 억제하기 위하여 소재의 경화능을 향상시킴으로써 신선성의 향상이 이루어진다고 밝히고 있다.
상기 특허의 선재는 중간열처리 없이 통상의 작업방법인 인발다이스 어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도하에서 강선으로 제조되는 경우, 강선 내부의 미소기공 분율이 0.2% 이상으로 자동차용 비드와이어로 사용될 수 있는 신율 5.0%를 만족시킬 수 없다는 사실이 발견되었다. 상기 용도로 사용되는 강선, 특히 비드와이어는 요구되는 품질특성 중 블루잉 후 강선의 신율이 5% 이상이어야만 하기 때문에, 통상의 방법인 다이스어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도범위에서 제도된 강선의 비드와이어 제품은 실질적으로 높은 신율을 요구하고 있는 자동차용 비드와이어로사용되기에는 문제가 있다.
본 발명의 발명자는 상기 국내 공개특허에 나타나 있는 강선의 신율이 통상의 방법대로 제조할 경우 블루잉 후 신율이 회복되지 않기 때문에 자동차용 비드와이어 제품으로 이용될 수 없다는 문제점을 해결하기 위하여 여러 측면에서 강도의 저하를 수반함이 없이 상기 강선의 신율을 높힐 수 있는 방안에 대하여 연구를 행하여 오던 차에 강선 제품의 신율이 인발공정에서 사용되는 다이스의 어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도에 의존한다는 사실과 인발가공 후에 강선 내부에 존재하는 미소기공의 분율이 신율에 밀접한 관계가 있음을 발견하기에 이르렀고, 이러한 사실을 기초로 하여 많은 실험의 결과로 강도와 인성을 저하시킴이 없이 비드와이어 등에서 요구되는 신율 품질특성을 만족시킬 수 있는 다이스 어프로치 각도 범위와 블루잉 열처리 온도 범위를 확정하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에, 본 발명은 상기 국내공개특허 제2000-25991호에 개시된 조성의 강재를 중간열처리 없이 연속적으로 신선하고 블루잉 처리하여 선경 1.6mm 이하의 강선을 제조함에 있어서 예비신선과 2차신선시 다이스 어프로치 각도를 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정하여 인발하고, 최종 인발선에 대한 블루잉 열처리 온도를 490 ∼ 560℃로 유지하여 고강도 및 고인성을 나타내면서도 신율이 5% 이상인 강선 및 그 제조방법을 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.
본 발명의 상기 목적은 이를 달리 표현하자면, 고강도, 고인성 및 신율이 우수하고 인발가공성이 양호하면서도 제조코스트가 저렴한 비드와이어 강선 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 따른 고강도 강선의 제조 공정도.
도2의 (가) 내지 (라)는 각 강선 시편의 단면에 대한 확대사진.
도3은 강선 내부의 미소기공 분율과 신율간의 관계를 보인 그래프.
본 발명의 고신율이 구비된 고강도 강선은, C 0.4 - 0.65%, Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되며, 그 조직이 초석 페라이트 분율이 10%이하이고 나머지는 불연속적인 펄라이트를 포함한 조직에 있어서, 상기 강선은 강재로부터 어프로치 각도 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 일련의 다이스에 의해 연속적으로 신선되고 490 ∼ 560℃의 온도범위로 블루잉 열처리되어 최종 선경이 1.6mm이하이고, 신율이 6.3 ∼ 8%인 데에 기술적 특징이 있다.
본 발명에 따른 고강도 강선의 제조방법은, C 0.4 - 0.65%, Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유된 강재를 이용한 강선의 제조방법에 있어서, 상기 강재를 어프로치각 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 다이스에서 예비 인발하는 단계와, 예비 인발된 선재를 중간열처리를 행함이 없이 어프로치각 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 다이스에서 최종 선경에 이르기까지 2차 인발하는 단계와, 인발선에 대하여 490 ∼ 560℃의 온도범위에서 블루잉 열처리하는 단계 및 열처리된 강선의 표면에청동도금을 행하는 단계로 이루어진다.
도1은 상기 본 발명에 따른 강선의 제조과정을 보인 개략 공정도이다.
본 발명은 초석 세멘타이트나 초석 페라이트가 존재하더라도 인발가공성이 저하하지 않도록 소성가공의 접촉면 개선을 위하여 인발가공시에 강선 중심부에 걸리는 인장응력을 줄여줌으로써 초석 세멘타이트로부터 일어나는 내부 크랙의 발생을 억제하도록 함을 기술적 특징의 하나로 하고 있다. 또한, 가혹한 가공으로 인하여 1차 및 2차 인발시 세멘타이트와 페라이트 경계부에서 발생할 수 있는 내부의 미소 기공을 다이스 어프로치 각도 2α= 9.5도 이하로 조절함으로써 그 효과를 달성하게 된다. 한편, 이와 같은 방법은 생성된 초석 세멘타이트의 양이 적고 입계에 얇게 존재하는 경우, 즉, 탄소가 1% 이하의 경우나 크롬을 첨가함으로써 초석 세멘타이트의 생성이 억제되어 있는 경우에 더욱 효과적이다.
먼저, 본 발명에서 예비인발과 2차 인발시에 다이스 어프로치 각도를 2α= 7 ∼ 9.5도로 한정하게된 이유를 밝히면 다음과 같다.
일반적으로 중/고탄소강을 인발하는 경우에 다이스 어프로치 각도(2α)가 10 ∼ 16도인 인발다이스가 채택되고 통상 12도인 다이스 어프로치각을 기준으로 해서 인발작업이 행해져 오고 있는 바, 이는 와이어 인발공정을 실행하는데 요구되는 힘의 크기가 최종한도까지 감소되는 것을 보장한다.
한편, 본 발명자는 본 발명에서 사용된 조성을 갖는 강재를 상기의 통상적인 인발다이스 조건인 10 ∼ 16도 사이에서 중간열처리 없이 인발하여 그 신율을 측정하여 보았던 바, 그 결과는 앞서 살펴본 것과 같이 국내공개특허 제2000-25991호에서와 같이 신율이 1 ∼ 3%라는 낮은 값을 나타내는 연성의 저하가 관찰되었다. 이는 가혹한 인발응력이 선재 내부에 작용되어 페라이트와 세멘타이트 계면에 미소 기공(microvoid)이 발생하고 이러한 미소기공이 신율저하에 결정적으로 작용한다는 사실을 발견하였다.
이에 본 발명자는 인발다이의 다이스 각도를 상기 통상의 각도와는 다른 범위에서 다양하게 변화시켜가면서 선재에 대한 인발을 행하는 한편 인발되어 나온 강선에 대한 신율을 측정하여 보았던 바, 2α= 7 ∼ 9.5도 범위의 다이스 각도, 더욱 바람직하기로는 8도의 각도인 다이스를 통해서 인발되어 나온 강선을 490 ∼560℃에서 블루잉 열처리 행하였을 때 인장강도나 인성을 떨어뜨림이 없이 5% 이상의 높은 신율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
만일 다이스의 각도가 7도 미만으로 되는 경우에는 강선에서 나타나는 압축응력이 증가되어서 최종 인발공정이 원활하게 수행되기 어렵고, 반대로 9.5도 이상으로 되면 강선 중앙부에 작용되는 압축응력을 기대하기 어렵게 되기 때문에 다이스 어프로치 각도 2α= 7 ∼ 9.5도 범위가 바람직하다.
본 발명의 강선에서 5% 이상의 신율을 나타내도록 하는 데는 상기의 다이스 어프로치 각도를 특정범위로 제어함과 더불어 블루잉 열처리 온도를 490 ∼ 560℃ 유지하여야 하는 데, 이같은 블루잉 열처리 온도의 한정이유는 다음과 같다.
앞서 살펴본 바와 같이 인발공정시 다이스 어프로치 각도를 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정하고 중간열처리 없이 진변형량 ε=3.51까지 연속적으로 인발을 행한 후 가혹한 가공으로 발생된 조직의 제어를 위해 통상의 블루잉 열처리 온도인 380 ∼480℃ 에서 실시하면 신율을 회복할 수 있는 세멘타이트의 구상화 구동력이 부족하여 신율이 2 ∼ 3% 수준에 머므르게 된다.
인발 후 강선의 신율을 향상시키기 위해서는 저온 블루잉이 효과적인 것으로 알려져 있는 바, 만일 고온 또는 장시간에 걸쳐 블루잉을 하게 되면 강도저하가 초래되어 결과적으로는 신율이 떨어지는 결과를 낳게 된다. 따라서 종래의 진변형량 ε=3.51까지 부여하는 중간열처리가 생략된 인발공정에서는 블루잉처리 후 충분한 강도 및 신율을 모두 만족하는 조건의 자동차용 비드와이어는 거의 찾아볼 수 없는 실정이다.
이에, 본 발명자는 상기의 인발가공 조건하에 신선되어 나온 강선에 대하여 통상의 블루잉 열처리 온도를 벗어난 범위의 다양한 온도범위에서 블루잉 열처리를 행하고 신율을 측정하여 보았던 바 490 ∼ 560℃에서 열처리된 강선이 6.3 ∼ 8.2% 수준의 우수한 신율을 나타낸다는 사실을 발견하였다. 블루잉 열처리 온도가 490℃ 미만으로 되면 신율 회복에 필요로 하는 세멘타이트의 구상화 구동력이 부족하게 되고, 560℃를 초과하면 더 이상의 신율 상승은 거의 기대할 수 없을 뿐 아니라 열처리 비용의 상승이 초래된다.
또한, 상기 인발다이스 각도와 블루잉 열처리 온도의 변화에 따라 중간 열처리 없이 가공된 강선은 인발가공에 의해 생성된 내부 미소기공과 밀접한 관계가 있다는 사실을 발견하였다.
도2의 (가)내지 (라)는 선경0.96mm, 진변형량 ε=3.51로 인발가공된 강선의 C방향에 형성된 미소 기공을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 것으로, (가) 내지 (다)는 본 발명의 조성으로 이루어진 선재로서 (가)는 통상의 블루잉 열처리되어 2.5%의 신율을 나타내고 (나)와 (다)는 본 발명의 방법에 따라 블루잉 열처리가 행해져서 각각 6,5% 및 8.2%의 신율을 나타내는 강선이며, (라)는 비교재로서 67A 강종을 중간열처리를 행하여 8.8%의 신율을 나타내는 강선에 대한 것이다.
상기 도2의 (가) 내지 (라)의 사진에서와 같이 신율이 낮은 강선일수록 그 내부에 미소기공이 많이 존재함을 알 수 있는 데, 이미지 애널라이저(image analyzer)를 이용하여 이들 사진에서 보여지는 미소기공의 분율을 계산하여 본 바, 신율이 2.5% 수준인 경우의 내부 미소기공 분율이 0.25% 이상이고, 신율 5.0%의 분율은 0.19%, 신율 6.5%의 분율은 0.13% 그리고 신율 8.2%의 분율은 0.06% 정도였다.
도3은 상기와 같은 측정결과를 바탕으로 하여 얻어진 강선의 내부 미소기공 분율과 신율과의 관계를 보인 그래프이다.
도3의 그래프에서 알 수 있듯이 인발가공시 생성되는 내부 미소기공이 자동차용 비드와이어의 높은 신율을 만족하는 데 밀접한 관계가 있음으로 해서 비드와이어의 가공시에는 내부 미소기공 분율을 0.002% 이하로 유지되도록 가공조건을 조절 또는 제어하는 것이 필수적이다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 강선에 따른 조성범위 이내이자 공개특허공보 제2000-25991호에 개시된 강선의 조성범위에 속하는 아래의 표1에서와 같은 조성으로 이루어진 강재를 소재로 사용하였다.
구 분 C(wt%) Si(wt%) Mn(wt%) Cr(wt%) Ti(wt%) B(ppm) N(ppm)
A재 0.553 0.6 0.3 0.1 0.009 17 39
B재 0.557 0.33 0.33 0.12 0.01 16 19
인발공정을 수행함에 있어서는 직경 5.5mm의 강 압연선재를 최종선경이 0.95mm에 이르기까지 연속적으로 인발함에 있어 진변형량을 ε= 3.51로 하고 중간열처리를 하지 않으며, 인발선에 대하여서는 본 발명 온도 범위의 중앙값에 해당하는 525±5℃(±5℃는 열처리로의 온도 편차 범위)로 블루잉 열처리를 실시하여 본 발명에 따른 실시예 강선을 얻었다.
상기 인발공정 전에 있어서 본데라이트의 부착량은 3 ∼ 6g/m2정도로 사용하였고, 이때 선깍임이나 단선의 결함은 발견되지 않았다.
그리고, 인발공정은 5.5mm의 강선재를 3.5mm 정도가 되도록 하는 1차 인발과 1차 신선선을 최종선경인 0.95mm로 까지 신선하는 2차 인발로 구분하여 실행함에 있어서 1차 인발속도는 150 ∼ 300m/min로 유지하고, 2차 인발속도는 350 ∼ 600m/min로 유지하였다.
인발중 다이스 감면율이 너무 높으면 연속인발시 세멘타이트가 분절되어 블루잉 열처리시 조직의 결함이 발생되고 신율이 회복되지 않는 문제점이 있다. 인발시 선표면 온도도 최종제품의 특성을 결정하는 중요한 인자로서 선표면 온도가 너무 높으면 신율이 회복되지 않는 문제점이 있기 때문에 선표면 온도를 약 180℃ 이하로 관리하였다.
인발공정시 사용된 다이스 어프로치 각도변화 및 중간열처리 유무여부에 따를 신율 등의 기계적 특성 변화를 관찰하여 그 결과를 아래의 표2에 나타내었다.
적용로드 구분 다이스어프로치 각도(2α) 블루잉온도(℃) 인장강도 (kgf/mm2) 신율(%) 염회치(100d) 중간열처리 유무
표1의 로드 본 발명 방법 8 525±5℃ 201 - 209 6.3 - 8.2 28 - 35 무
종래 방법 12 430±5℃ 225 - 227 2.0 - 2.2 25 - 35 무
67A강종 종래 방법 12 430±5℃ 193 - 219 6.8 - 9.2 20 - 35 유
상기 표2에서와 같이, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 강선의 경우 인장강도가 200kgf/mm2이상으로 종래 방법에 의해 제조된 강선과 거의 동등한 수준을 나타내고, 또한 신율은 5.5% 이상의 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 강선의 염회(100d= 28 ∼ 36)는 기존의 중간 열처리를 행한 강선과 동등하거나 그 이상의 염회를 나타내어 특히 자동차용 비드와이어에서 요구되는 특성을 만족시키고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 표2의 강선 시편들에 대하여 C방향으로 단면을 만들고 비에칭(non-etching)상태로 주사전자현미경 사진을 이용하여 표면을 관찰한 결과 도2의 (가) 사진에서와 같이 신율 2.5%를 나타내는 종래 방법에 의해 제조된 강선 시편은 그 내부에 미소기공이 많이 산재하여 있었고, 신율이 8.2%를 나타내는 본 발명의 방법에 의해 얻어진 강선 시편에 대한 사진인 도2의 (나) 및 (다)를 살펴보면 중간열처리를 실시한 67A 비교재 강종으로부터 얻어진 강선 시편에 대한 사진인 도2의 (라)와 거의 동일한 수준의 미소기공이 형성되어 있었음이 관찰되었다.
상기 결과를 통해서 인발공정에서 미소기공을 발생시키지 않고 용이하게 인발이 실행되는 것을 보장하기 위해서는 2α= 7 ∼ 9.5도 범위의 다이스 각도를 갖는 인발다이를 채택하는 것이 바람직함을 알 수 있었으며, 상기 다이스 각도 범위의 대략 중앙값에 해당하는 8도인 다이스각이 기준으로서 채택되는데, 이는 각 강선의 중앙부상에 충분히 높은 강도의 압축응력이 작용되는 것을 보장한다. 작은 다이스각을 갖는 다이스 어프로치 각이 채택되는 경우에는 각각의 강선에서 나타나는 압축응력이 증가되어서 최종 인발공정이 더욱 균일하게 수행되기 때문이라고 여겨진다.
본 발명의 방법에 따른 강선의 제조시 인발다이스 어프로치 각도 및 블루잉 열처리 온도에 따른 기계적 성질의 변화를 보다 자세하게 살펴보기 위해 상기 두 조건을 다양하게 변화시켜 시험을 행하고 그 결과를 표3 내지 표5에 나타내었다.
먼저, 표3은 인발다이스 어프로치 각도를 본 발명의 범위내인 2α= 8도로 하되, 블루잉 열처리 온도는 종래의 통상적인 열처리 온도범위인 380 ∼ 480℃의 중앙값인 430±5℃로 하여 얻어진 비교재의 기계적 성질 측정값을 보여주고 있다.
구분 강선직경(mm) 절단력(N) 인장강도(kgf/mm2) 신율(%)
비교예1 0.96 1599 225 2.84
비교예2 0.96 1600 225 3.42
비교예3 0.96 1580 223 3.00
비교예4 0.96 1599 225 3.40
비교예5 0.96 1600 225 2.44
비교예6 0.96 1587 224 2.22
비교예7 0.96 1590 224 2.65
비교예8 0.96 1584 223 3.06
비교예9 0.96 1591 224 3.37
비교예10 0.96 1590 224 3.09
표3에서와 같이, 다이스 어프로치 각도를 본 발명의 범위내로 제어하더라도 블루잉 열처리 온도를 본 발명에서 한정하고 있는 범위 밖의 통상적인 열처리 온도로 유지하는 경우에는 인장강도는 높은 값을 나타내더라도 신율이 2 ∼ 3% 대로 낮게 나타남에 따라 자동차용 비드와이어용 강선으로는 적합하지 않음을 알 수 있다.
다음, 표4는 인발다이스 어프로치 각도를 통상의 인발다이스에서 적용되고 있는 2α= 12도로 하고, 블루잉 열처리 온도는 본 발명에 따른 열처리 온도범위의 중앙값인 525±5℃로 하여 얻어진 비교재의 기계적 성질 측정값이다.
구분 강선직경(mm) 절단력(N) 인장강도(kgf/mm2) 신율(%)
비교예11 0.96 1472.60 207.46 3.93
비교예12 0.96 1490.01 209.91 2.45
비교예13 0.96 1462.03 205.97 2.58
비교예14 0.96 1476.93 208.07 3.53
비교예15 0.96 1473.12 207.53 2.21
비교예16 0.96 1492.87 210.31 2.96
비교예17 0.96 1473.72 207.62 3.50
비교예18 0.96 1477.27 208.12 2.60
비교예19 0.96 1478.31 208.26 2.60
비교예20 0.96 1449.38 204.19 2.39
표4에서와 같이, 다이스 어프로치 각도를 본 발명의 범위를 벗어나게 되면 블루잉 열처리 온도를 본 발명에서 한정하고 있는 범위로 유지하더라도 신율이 2∼ 3% 대로 낮게 나타남에 따라 표3의 비교예 1 ∼ 10과 마찬가지로 자동차용 비드와이어용 강선으로는 적합하지 않음을 알 수 있다.
그리고, 표5는 인발다이스 어프로치 각도를 본 발명의 범위내인 2α= 8도로 함과 아울러 블루잉 열처리 온도도 본 발명의 범위내인 열처리 온도범위인 525±5℃로 하여 얻어진 실시예 강선의 기계적 성질 측정값을 보여주고 있다.
구분 강선직경(mm) 절단력(N) 인장강도(kgf/mm2) 신율(%)
실시예1 0.96 1475 208 6.57
실시예2 0.96 1469 207 6.77
실시예3 0.96 1472 207 6.76
실시예4 0.96 1470 207 7.02
실시예5 0.96 1462 206 6.67
실시예6 0.96 1461 206 6.53
실시예7 0.96 1479 208 7.54
실시예8 0.96 1468 207 6.94
실시예9 0.96 1464 206 6.51
실시예10 0.96 1466 207 7.34
실시예11 0.96 1469 207 6.44
실시예12 0.96 1471 207 7.01
실시예13 0.96 1478 208 6.57
실시예14 0.96 1469 207 7.45
실시예15 0.96 1474 208 7.23
실시예16 0.96 1471 207 7.07
실시예17 0.96 1465 206 6.95
실시예18 0.96 1466 207 6.14
실시예19 0.96 1464 206 6.64
실시예20 0.96 1484 209 7.09
실시예21 0.96 1466 207 6,89
실시예22 0.96 1461 206 6.74
실시예23 0.96 1475 208 7.29
실시예24 0.96 1474 208 7.67
실시예25 0.96 1477 208 7.44
실시예26 0.96 1467 207 7.52
실시예27 0.96 1472 207 7.28
실시예28 0.96 1471 207 7.34
실시예29 0.96 1468 207 6.99
실시예30 0.96 1464 206 6.85
실시예31 0.96 1466 207 7.02
실시예32 0.96 1475 208 7.61
실시예33 0.96 1463 206 7.10
실시예34 0.96 1473 208 7.26
실시예35 0.96 1465 206 6.97
실시예36 0.96 1463 206 6.74
실시예37 0.96 1462 206 7.04
실시예38 0.96 1463 206 7.41
실시예39 0.96 1465 206 6.43
실시예40 0.96 1461 206 7.09
실시예41 0.96 1474 208 7.02
실시예42 0.96 1470 207 6.95
실시예43 0.96 1466 207 7.00
실시예44 0.96 1463 206 7.00
실시예45 0.96 1470 207 6.99
실시예46 0.96 1463 206 6.63
실시예47 0.96 1474 208 7.11
실시예48 0.96 1462 206 6.61
실시예49 0.96 1465 206 7.15
실시예50 0.96 1470 207 6.83
실시예51 0.96 1464 206 7.04
실시예52 0.96 1466 207 6.82
실시예53 0.96 1471 207 7.07
실시예54 0.96 1478 208 7.30
실시예55 0.96 1463 206 6.74
실시예56 0.96 1462 206 7.01
실시예57 0.96 1474 208 7.31
실시예58 0.96 1463 206 6.82
실시예59 0.96 1463 206 7.20
실시예60 0.96 1462 206 7.29
실시예61 0.96 1471 207 7.16
실시예62 0.96 1464 206 7.47
실시예63 0.96 1471 207 7.29
실시예64 0.96 1464 206 6.96
실시예65 0.96 1466 207 6.99
실시예66 0.96 1466 207 7.21
실시예67 0.96 1467 207 6.32
실시예68 0.96 1465 206 6.84
실시예69 0.96 1461 206 7.04
실시예70 0.96 1466 207 7.17
실시예71 0.96 1466 207 7.05
실시예72 0.96 1463 206 7.15
실시예73 0.96 1470 207 6.89
실시예74 0.96 1474 208 6.96
실시예75 0.96 1467 207 7.06
실시예76 0.96 1467 207 7.23
실시예77 0.96 1474 208 7.01
실시예78 0.96 1467 207 6.11
실시예79 0.96 1473 208 7.15
실시예80 0.96 1457 205 7.14
실시예81 0.96 1460 206 6.45
실시예82 0.96 1463 206 7.19
실시예83 0.96 1465 206 6.95
실시예84 0.96 1466 207 6.81
실시예85 0.96 1472 207 6.91
실시예86 0.96 1473 208 6.47
실시예87 0.96 1469 207 7.17
실시예88 0.96 1463 206 7.03
실시예89 0.96 1465 206 6.94
실시예90 0.96 1465 206 6.33
실시예91 0.96 1467 207 6.62
실시예92 0.96 1463 206 7.01
실시예93 0.96 1465 206 7.30
실시예94 0.96 1461 206 6.81
실시예95 0.96 1473 208 7.21
실시예96 0.96 1465 206 6.78
실시예97 0.96 1460 206 6.75
실시예98 0.96 1463 206 6.62
실시예99 0.96 1464 206 6.47
실시예100 0.96 1466 207 6.24
표5에서와 같이, 본 발명의 방법에 따라 다이스 어프로치 각도 및 블루잉 열처리 온도를 제어하여 제조되는 강선은 그 인장강도가 종래의 방법에 의해 제조된 강선과 거의 동등한 수준을 유지하면서 신율에 있어서는 5.5% 이상을 나타냄으로서 우수한 연성을 띰을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 강선의 제조시 중간열처리를 수행함이 없이 압출다이스의 어프로치 각도와 블루잉 열처리 온도를 소정 범위내로 제어함으로써 기존의 강선에서와 동등한 수준의 강도 및 인성을 구비함과 아울러 5%이상의 신율을 나타내어 향상된 연성을 구비한 강선의 제조가 가능하게 된다.
본 발명의 강선은 인장강도, 염회, 인성 및 연성 등의 기계적 특성에 있어서 자동차용 비드와이어에서 요구되는 품질특성을 만족시키고 있음에 따라 본 발명의 강선은 자동차용 비드와이어를 비롯한 와이어 로프 및 스프링 등에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

Claims (2)

  1. C 0.4 - 0.65%, Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하, 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되며, 그 조직이 초석 페라이트 분율이 10%이하이고 나머지는 불연속적인 펄라이트를 포함한 조직으로 이루어진 선재를 인발하여 만들어진 강선에 있어서,
    상기 선재가, 2α= 7 ∼ 9.5도의 다이스 어프로치 각도로 조정된 일련의 다이스를 통하여 연속적으로 신선된 후 490 ∼ 560℃의 온도범위로 블루잉 열처리되어지며, 최종 선경과 염회치 및 신율이 각각 1.6mm이하, 10d = 28 ∼ 36, 5.0∼8.2%이고, 인발가공과 블루잉 후 생성된 내부 미소기공의 분율이 0.2% 이하인 자동차용 비드와이어인 것을 특징으로 하는 고신율을 구비한 고강도 강선.
  2. C 0.4 - 0.65%, Si 0.1 - 1.0%, Mn 0.1 - 1.0%, Cr 0.3%이하, 또는 B 100ppm이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유된 선재를 인발하여 강선을 만드는 제조방법에 있어서,
    상기 선재를 어프로치각이 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 다이스에서 예비 인발하는 단계와; 예비 인발된 선재에 중간열처리를 실시하지 않고 어프로치각이 2α= 7 ∼ 9.5도로 조정된 다이스에서 최종 선경에 이르기까지 2차 인발하는 단계와; 2차 인발된 선재를 490∼560℃의 온도범위에서 블루잉 열처리하는 단계 및 열처리된 선재의 표면에 청동도금을 행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 고신율을 구비한 고강도 강선의 제조방법.
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