KR100386389B1 - 고장력강구조부재의제조방법 - Google Patents

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Abstract

인장 강도가 최소한 약 800 N/㎟(120,000 psi)이고, 항복 강도가 최소한 약 600 N/㎟(90,000 psi)인 고장력강 재료의 블랭크를 제공하고, 상기 블랭크의 강도성질을 실질적으로 유지 또는 증가시키면서 소정의 기하학적 형태의 구조 부재를 제공하도록 블랭크를 온간성형하는 제조 방법 및 고장력강 제품을 공개한다.

Description

고장력강 구조 부재의 제조 방법
종래 기술에서는, 본 기술분야에 공지된 냉간 단조나 열간 단조 기법을 사용하여 고장력강 부품(part) 및 구조 부재를 형성하였다. 강의 열간 단조 또는 롤링에서, 재료는 초기에 약 1,100 ℃(2,000 ℉) 이상에서 가열된다. 이와 같은 열간성형 온도에서는 강에 상당한 스케일(scale)과 탈탄(dacarburization)이 발생할 수 있다. 많은 응용에서, 완성된(finished) 부재 또는 부품을 얻기 위해 스케일과 탈탄된 표면을 제거하여야 하며, 공지된 열간성형 방법은 상당량의 재료를 소모하게 되고; 또한 그와 같은 방법은 스케일을 제거하기 위해 필요한 공정이 증가되며 또한 고온으로 인해서 에너지 소비가 많게 되므로 비용이 많이 들어가게 된다.
한편, 부품 및 구조 부재를 냉간성형하는 것에도 문제는 있다. 부재 또는 부품이 실온 부근에서 형성되기 때문에, 재형성(reshaping) 또는 성형 단계들에서 상당히 큰 힘을 필요로 한다. 따라서 대부분의 경우 재료를 순차적으로 원하는 형상으로 형성할 때 일련의 냉간성형 단계를 필요로 하게 된다. 이는 이와 같은 공정과 관련된 다이(die)의 마모와 잡음을 증가시키게 된다. 또한 일련의 성형 스테이지에서 재료를 상당한 등급으로 가공하게 되면, 부재 또는 부품의 강도가 증가하게 되므로, 연속적인 냉간성형 공정 중에 어닐링하여 내부 응력을 제거시킬 필요가 있으며, 이는 그와 같은 공정에서 시간과 비용을 추가시킨다.
상술한 결점을 해결하기 위해, 재료의 강도를 감소시키며 성형을 용이하게 하는데 있어서 충분히 높은 온도이면서 또 스케일과 탈탄 영역이 발생하는 열간 단조 온도 이하인 중간 온도에서 재료들로부터 구조 부재와 부품을 형성하는 온간단조법을 사용할 수 있다. 이와 같은 온간단조법 중의 하나가 미국 특허 제3,557,587호에 개시되었다. 또 다른 특허에서 "온간(warm)" 온도에서 수행되어 탈탄과 스케일 발생의 단점을 극복하거나 및/또는 강의 소정의 야금학적 성질과 기계적 성질(mechanical property)을 부여하거나 향상시킬 수 있는 롤링과 압출 성형 공정이 개시되어 있다. 미국 특허 제2,767,836호; 제2,767,837호; 제2,880,855호; 제 3,076,361호; 제3,573,999호 및 고큐(Gokyu) 등의 "강의 온간 가공법(Warm Working of Steel)"[일본 금속학회의 번역문(부록 제 177 내지 181 페이지, 제 9 권, 1968)]을 참조하라.
또한 온간성형법 또는 온간 단조 공정을 포함하는 방법으로서, 강봉(steel bar), 로드(rod), 또는 강철(billet) 등을 원하는 제품으로 단조하거나 벤딩하는 방법이 공지되어 있다. 미국 특허 제2,953,794호, 제3,720,087호, 제3,877,281호, 제4,312,210호, 제4,317,355호, 제4,608,851호, 제4,805,437호를 참조하라. 상기언급된 인용예가 종래 기술을 잘 표현하고 있거나, 그와 같은 인용예가 가장 중요한 인용예라고는 할 수 없다.
미국 특허 제5,094,698호는 인장 강도가 최소한 800 N/㎟이고 항복 강도가 최소한 600 N/㎟인 고장력강 블랭크로부터 고장력강 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 블랭크는 소정의 기하학적 형태의 부품을 제공하기 위해 온간성형된다. 이 부품의 기계적 성질은 별도의 강화 공정 없이도 블랭크의 기계적 성질과 실질적으로 동일하다. 상기 고장력강은 중량비로 0.30 % 내지 0.65 %의 탄소(C)와, 0.30% 내지 2.50 %의 망간(Mn)과 최고 0,35 %의 바나듐(V)과 나머지 철(Fe)로 구성된다.
국제 특허 출원 WO 93/15233호는 부품의 기계적 성질이 블랭크의 기계적 성질 보다 더 크다는 점에서 미국 특허 제5,094,698호와 차이가 나는 방법을 개시하였다.
국제 특허 출원 WO 95/02705호(1995년 1월 26일 공개)는 강 재료가 추가적으로 알루미늄(Al) 및/또는 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti)을 포함한다는 점에서 미국 특허 제5,094,698호와 차이가 나는 방법을 개시하였다.
종래에는, 블랭크를 소정 형상으로 형성하고, 구조 부재의 기계적 성질이 블랭크가 원래 가지고 있었던 성질과 실질적으로 동등하거나 그 이상이고, 또한 구조부재에 기계적 강성을 부여하는 추가적인 강화 공정을 사용하지 않고도 상기 부재를 제조할 수 있는 온간성형법을 포함하는, 소정의 고장력 성질을 유지하는 강 블랭크로부터 고장력강 구조 부재를 제조하는 방법이 없었다.
본 발명은 인장 강도가 최소한 약 800 N/㎟(120,000 psi)이고, 항복 강도가최소한 약 660 N/㎟(90,000 psi)인 고장력강 블랭크로부터 고장력강 구조 부재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 부재의 인장 강도와 항복 강도와 같은 기계적 성질이 블랭크보다 큰 소정 형상의 구조 부재를 제공하는 블랭크의 온간성형법을 포함한다.
인장 강도와 항복 강도와 같은 소정의 기계적 성질을 구비하는 상기 부재는 추가적인 강화 공정 없이 제조된다.
본 발명의 방법은 고장력강 블랭크로부터 다양한 고장력강 구조 부재류를 제조하는 데 유용하다. 보다 상세하게는, 실질적으로 전체 길이에 걸쳐서 단면 구조가 균일한 긴(elongated) 고장력강 부재에 유용하다. 예를 들어, 형상이 O, L, C, Z, T, I, W, U, V 등의 구조 부재 및 기타 다른 부재들은 본원에서 개시된 온간성형 또는 온간단조 공정에 의해 성형될 수 있다.
본원에서 사용된 "블랭크(blank)"라는 용어의 통상적인 의미는 소정의 기하학적 형상의 완성된 부재로 온간성형하고자 하는 금속 조각을 가리킨다. 블랭크에는 와이어(wire), 로드(rod), 바 스톡(bar stock)과 그들의 길이 방향 절단체(즉, 강이 폭 또는 두께에 비례하여 긴 강철 조각)가 포함된다. 블랭크는, 구조부재가 그 단면 형태에 최소한 하나의 플랜지(flange)를 포함한다는 점에서 구조 부재와 구별된다. 상기 플랜지는 그 두께가 단면 형태의 전체 외측 치수보다는 작은 두께를 가지며, 구조 부재에 증가된 하중 지지 능력(耐負荷力)을 제공하는 부재이다.
강의 고온 열간 처리법에서 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)을 입자 미세화제(grain refiner)로서 사용하는 방법은 공지되어 있다. 따라서 적절한 집합적 용어는 "철계 입자 미세화제(ferrous grain refiner)"이고, 이를 본원에서 채택한다.
본 발명의 원칙과 그 목적과 이점은 하기의 발명의 상세한 설명을 참조하면 명확해진다.
본 발명은 고장력강 구조 부재(high-strength steel structural member)의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 고장력강 블랭크(blank)의 고장력 성질을 유지하면서도 소정의 기하학적 단면 형태를 갖는 구조 부재로 온간성형(warm forming)하는 방법에 관한 것이다.
구조 부재가 최소한 하나의 플랜지를 포함하는 균일한 단면 형태(uniform cross-sectional configuration)로 연장된 것이라는 점에서 본 발명에서의 블랭크는 구조 부재와 구별된다. 상기 플랜지는 두께가 단면 형상의 전체 외측 치수(즉, 구조 부재의 폭과 높이 또는 외경) 보다 작은 부재이다. 플랜지가 부재에 증가된 하중 지지 능력을 제공한다는 점에서 플랜지는 블랭크로부터 구조 부재를 구별하고 있다. 다른 말로 하자면, 동일한 재료 조성과 성질을 구비한 구조 부재에 있어서, 플랜지가 없는 구조 부재보다 플랜지가 있는 구조 부재의 하중 지지 능력이 더 크다. 하중은 단부 하중(end-on load)에서와 같이 축방향이거나, 측면 하중에서와 같이 측면 방향이거나, 구조 부재에 가해지는 어떠한 다른 형태의 하중일 수도 있다. 플랜지는 구조 부재의 나머지에 대해서 연속적으로 또는 불연속적으로 일체로 형성된다. 불연속적인 플랜지의 예로는 I형 빔(beam)의 중앙부에 대한 상부와 하부 또는 L형 트러스에서 트러스의 한쪽 다리에 대한 다른 쪽 다리가 있다. 연속적인 플랜지의 일예는 단면 형태가 O 형상인 구조 부재의 코드(cord) 또는 일부분이다. 최소한 하나의 플랜지를 구비하는 구조 부재의 예로는 O, L, C, Z, I, T, U, V 및 W형상의 부재가 있다.
유리한 실시예에서, 고장력강 구조 부재를 제조하는 본원 발명의 방법은, 구조가 페라이트-펄라이트(ferrite-pearlite) 미세 구조이고, 인장 강도가 최소한 약 800 N/㎟(120,000 psi) 이상, 유리하게는 최소한 악 1000 N/㎟(150,000 psi) 정도이고, 항복 강도가 최소한 약 600 N/㎟(90,000 psi) 이상, 유리하게는 최소한 약 900 N/㎟(130,000 psi)인 고장력강 재료의 블랭크를 제공하는 것을 포함한다. 한 실시예에서 블랭크로서 사용된 고장력강 재료는 열간성형(hot reduced 또는 hot forming)되고 냉간 인발되어 상술한 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질을 구비하는 블랭크를 제공하게 된다.
고장력강 재료의 조성은 중량비로서 하기와 같이 예시된다.
Figure pct00001
보다 유리한 실시예에서, 고장력강 재료의 조성은 중량비로 하기와 같다.
Figure pct00002
보다 유리한 실시예에서, 고장력강 재료의 조성은 중량비로 하기와 같다:
Figure pct00003
본원에서 기술되고 청구항에 기재된 조성은 본 발명의 실시에 영향을 미치지않는 다른 원소를 포함할 수도 있음은 분명하다.
상술한 조성과 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 성질을 가진 블랭크를 이후에 150 ℃(300 ℉) 내지 650 ℃(1200 ℉)의 온도에서 온간성형하여 원하는 기하학적 형태를 가진 구조 부재를 제조하며, 여기에서 구조 부재의 인장 강도와 항복 강도와 같은 기계적 성질은 실질적으로 블랭크와 동등하거나 그 이상이다. 구조 부재가 형성되는 온도는 사용된 강 재료의 화학적 조성과 관련된다. 주어진 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질을 구비한 (온간)성형된 구조 부재는 온간성형에 후속되는 강화 공정을 추가시키지 않고도 제조된다.
인장 강도가 최소한 약 800 N/㎟(120,000 psi)이고, 항복 강도가 최소한 약 600 N/㎟(90,000 psi)인 고장력강 블랭크 재료는, 본원 발명에 따른 방법에서 시작부품으로 사용되며, 본 기술 분야에서 공지된 적합한 기술로 제조된다. 본 발명인의 미국 특허 제3,904,445호에 그와 같은 방법 중의 하나가 개시되어 있으며, 전체 명세서는 본원에서 참고하였다. 상기 '445 특허는 U 볼트를 포함하는 나사 체결체의 제조에 특히 적합한 형식의 고장력강 바 스톡(bar stock)을 제조하는 순차적인 공정을 개시하고 있다. 상술한 공정에서, 제조된 바 스톡은 약 ASTM 번호 5 내지 8정도의 미세 입자 구조를 가진다. 상기 공보에서 개시된 공정에서는, 개시된 특정 조성 범위 내의 강을 표준 열간성형 공정으로 처리하여 최종 규격의 10 % 내지 15% 내에 들어가도록 한다. 이후에 열간성형된 바 스톡을 급속 공냉에 적합한 개별적인 길이로 절단한다. 이어서 개별적인 길이의 열간성형된 바 스톡을 냉간 마무리하여 최종 치수로 형성한다. 마지막 단계는 제어식 응력 제거 단계로 기계적 강성을 증가시키게 된다. 상기 응력 제거 단계는 바 스톡의 길이를 약 한 시간 정도 약 260 ℃(500 ℉) 내지 450 ℃(850 ℉)에서 가열하는 단계를 포함하지만, 반드시 할 필요는 없다. 따라서, 추가적인 응력 제거 단계를 거치거나 거치지 않은 이와 같은 바 스톡을 사용하여 고장력강의 시작 블랭크 재료로 형성하게 된다.
후술하는 실시예는, 상술한 미국 특허 제3,904,445호에 개시된 방법에 따라 제조된 고장력강 바 스톡으로부터 구조 부재를 형성하기 위한 본 발명의 실시를 예시하는 것이다.
고장력강 1552 I 형 빔 스톡의 중량비 조성은 하기와 같다.
Figure pct00004
스톡의 중심부 두께는 0.450 cm(0.177")이며, 각 상부와 하부 플랜지의 두께는 약 0.407 cm(0.16")이다. I 형 빔 스톡의 전체 높이는 6.71 cm(2.64")이며, 전체 폭은 각 플랜지와 같은 폭이며, 상세하게는 4.636 cm(1.825")이다. 반경 0.318 cm(0.125")의 필릿(fillet)이 각 플랜지의 중심부 면에 부착되어 있다. I 형 빔 스톡은 약 0.305 m(1 ft.)의 길이로 분할된다. 이 스톡의 인장 강도가 911 N/㎟(133,000 psi)이고, 항복 강도가 610 N/㎟(89,000 psi)인지를 조사하였다.
I 형 빔 스톡을 425 ℃(800 ℉)에서 가열하고, 최종 I형 빔 구조 부재를 온간성형할 수 있는 290 kN(65,000 lbs)의 힘으로 테이퍼진 다이(die)를 통해 압출시킨다. 온간성형된 I 형 빔의 전체 폭은 4.636 cm(1.825")이고, 전체 높이는 6.71 cm(2.64")이다. I 형 빔의 중앙부의 두께는 0.41 cm(0.16")이고, 한 쌍의 이격된 0.394 cm(0.155") 두께의 상부와 하부 플랜지 사이에서 연장된다. 따라서 각 플랜지의 두께(0.394 cm(0.155"))는 빔의 전체 외측 크기, 즉 폭(4.636 cm(1.825")) 또는 높이(6.71 cm(2.64")) 보다 작다. 반경 0.318 cm(0.125")의 필릿(fillet)은 중심부 또는 웹(web)과 상부 및 하부 플랜지 사이의 접합부의 각 면에 형성되어 있다. 온간성형된 I 형 빔의 인장 강도가 970 N/㎟(141,600 psi)이고, 항복 강도가 804 N/㎟(117,300 psi)인지를 시험하였다.
완성된 I 형 빔 구조 부재의 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질은 최초의 스톡이 가지고 있었던 성질보다 더 크며, 따라서 추가적인 강화 공정은 필요하지 않다. 또한 완성된 부재는 최초에 스톡이나 필릿이 가지고 있었던 연성의 원하는 기계적 성질을 충분하게 유지하므로, 일반적으로 공정을 추가하여 인성을 증대시킬 필요성은 없다. 그러나, I 형 빔 구조 부재를 특정한 용도로 사용하는 경우에 응력 제거 공정이 필요할 수도 있다.
열처리 공정(즉, 오스테나이징, 켄칭에 의한 경화와 템퍼링)에 사용된 종래기술의 방법, 특히 냉간성형 이후에 열처리하여 소정의 고장력강의 기계적 성질을 구비한 부재를 제조하는 경우와 비교하였을 때, 본원 발명에 따라서 제조된 완성된 구조 부재는 좁은 범위 내에 포함되는 기계적 성질을 지속적으로 가질 가능성이 높다. 따라서, 본 발명은 좁은 범위 내의 고장력강 구조 부재를 지속적으로 제조할 수 있게 한다.
이렇게 하여, 본 발명의 다른 특성에 따라서 블랭크를 온간성형하여 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질이 실질적으로 블랭크와 동등하거나 그 이상인 구조부재로 형성하는 방법을 제공하였다.

Claims (8)

  1. 인장 강도가 적어도 800 N/㎟(120,000 psi)이고 항복 강도가 적어도 600 N/㎟(90,000 psi)인 고장력강 재료의 블랭크를 제공하는 단계와, 상기 블랭크를 온간성형하여 제품의 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질이 블랭크보다 큰 제품을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 고장력강 재료의 중량비 구성이,
    Figure pct00005
    이며,
    상기 인장 강도와 항복 강도의 기계적 성질을 구비하는 상기 제품이 추가적인 강화 처리 단계 없이 제조되는 고장력강 구조 부재의 제조 방법에 있어서,
    상기 제품은 균일한 단면 형태를 가지는 구조 부재이며,
    상기 균일한 단면 형태는 상기 블랭크의 형태와 다르고 상기 단면 형태의 전체 주변 치수 보다 작은 두께를 갖는 하나 이상의 플랜지를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 플랜지는 상기 구조 부재에 증가된 하중 지지 능력을 제공하며,
    상기 고장력강 재료는 필수 성분으로써 알루미늄 및/또는 니오븀 및/또는 티타늄 및 이들과 바나듐과의 혼합물 0.03 % 내지 0.35 %를 포함하는 것을 특징으로하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
  2. 1 항에 있어서, 상기 고장력강 재료는 블랭크를 제공하도록 미리 열간성형되고 냉간 인발되는 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고장력강 재료의 블랭크는 인장 강도가 적어도 1000 N/㎟(150,000 psi)이고, 항복 강도가 적어도 900 N/㎟(130,000 psi)인 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고장력강 재료는 중량비 조성이,
    Figure pct00006
    인 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고장력강 재료는 중량비 조성이
    Figure pct00007
    인 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 온간성형은 150 ℃(300 ℉) 내지 650 ℃(1200 ℉)의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 균일한 단면 형태는 O, L, C, Z, I, T, U, V 및 W 형상으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고장력 강 구조 부재의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고장력강 재료의 블랭크는 페라이트-펄라이트 미세 구조(ferrite-pearlite microstructure)를 가지는 것을 특징으로 하는 고장력강 구조 부재의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140050041A (ko) * 2011-07-20 2014-04-28 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 강 반제품의 열간성형에 의해 부품을 생산하기 위한 방법

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995002705A1 (en) * 1993-07-14 1995-01-26 Consolidated Metal Products, Inc. Warm forming high strength steel parts
US5881594A (en) * 1995-02-17 1999-03-16 Sandia Corporation Method and apparatus for imparting strength to a material using sliding loads
US5890388A (en) * 1997-07-30 1999-04-06 Centre Bridge Investments Method and apparatus for forming structural members
EP1254049B1 (en) * 2000-01-20 2011-05-11 Free-Flow Packaging International, Inc. Apparatus for making pneumatically filled packing cushions
US6749386B2 (en) 2001-08-20 2004-06-15 Maclean-Fogg Company Locking fastener assembly
US6852181B2 (en) * 2001-10-23 2005-02-08 Consolidated Metal Products, Inc. Flattened U-bolt and method
SE525426C2 (sv) * 2002-05-02 2005-02-15 Skf Ab Metod för tillverkning av ringar och en anordning för genomförande av metoden.
US20070006335A1 (en) * 2004-02-13 2007-01-04 Zhihong Cook Promoter, promoter control elements, and combinations, and uses thereof
DE102007008117B8 (de) * 2007-02-19 2009-04-23 Voestalpine Anarbeitung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum temperierten Umformen von warmgewalztem Stahlmaterial
US8833039B2 (en) * 2011-09-23 2014-09-16 Consolidated Metal Products, Inc. Hot-rolled high-strength steel truck frame rail
US9027309B2 (en) 2012-01-09 2015-05-12 Consolidated Metal Products, Inc. Welded hot-rolled high-strength steel structural members and methods
JP6258243B2 (ja) * 2015-03-23 2018-01-10 日本発條株式会社 スタビライザおよびその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5094698A (en) * 1990-10-24 1992-03-10 Consolidated Metal Products, Inc. Method of making high strength steel parts

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1862281A (en) * 1930-08-30 1932-06-07 Schaefer Frederic Method of manufacturing brake hangers
CH218873A (de) * 1939-06-07 1942-01-15 Barmag Barmer Maschf Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Kunstseidenwickeln.
US2767837A (en) * 1955-06-27 1956-10-23 Lasalle Steel Co Process of extruding steel
US2767836A (en) * 1955-06-27 1956-10-23 Lasalle Steel Co Process of extruding steel
US2880855A (en) * 1955-11-29 1959-04-07 Lasalle Steel Co Method of processing steel
US3001897A (en) * 1956-10-22 1961-09-26 Lasalle Steel Co Steels and method of processing same
US3066408A (en) * 1957-12-31 1962-12-04 United States Steel Corp Method of producing steel forging and articles produced thereby
US3076361A (en) * 1960-05-12 1963-02-05 Bethlehem Steel Corp Rolling steel in ferritic state
GB1172093A (en) * 1965-10-23 1969-11-26 Federal Mogul Corp Improvements in Forging Parts from Workpieces
GB1166477A (en) * 1965-10-30 1969-10-08 Nippon Kokan Kk Method for Improving the Mechanical Strength of Elongate Ferrous Metal Workpieces
US3720087A (en) * 1969-10-03 1973-03-13 Lasalle Steel Co Metallurgical process of bending steel to desired curvature or straightness while avoiding losses in strength
JPS5317968B2 (ko) * 1972-10-27 1978-06-12
US3904445A (en) * 1972-12-29 1975-09-09 Jr Hugh M Gallagher Steel bar stock and method for making same
US3883371A (en) * 1973-02-21 1975-05-13 Brunswick Corp Twist drawn wire
US3908431A (en) * 1974-05-07 1975-09-30 Lasalle Steel Co Steels and method for production of same
US3959999A (en) * 1974-11-01 1976-06-01 Ivan Konstantinovich Lyskov Method of producing long-length articles from hot-rolled carbon steel and article produced thereby
JPS51144328A (en) * 1975-06-06 1976-12-11 Kobe Steel Ltd Process for producing high tensile strength bolts with high yield rati o
US4289548A (en) * 1977-08-19 1981-09-15 Jones & Laughlin Steel Corporation High strength cold finished bars
CA1154617A (en) * 1979-03-17 1983-10-04 Masatoshi Nishizawa Warm forging method for cup-shaped pieces
JPS55126340A (en) * 1979-03-19 1980-09-30 Diesel Kiki Co Ltd Working method of cam shaft
JPS5847366B2 (ja) * 1979-09-07 1983-10-21 日本発条株式会社 車輛用スタビライザ
JPS5827958A (ja) * 1981-08-11 1983-02-18 Aichi Steel Works Ltd 耐へたり性の優れたばね用鋼
FR2525709B1 (fr) * 1982-04-22 1986-04-04 Ugine Aciers Vis et boulons en acier a hautes caracteristiques mecaniques et procede d'elaboration de ces vis et boulons
US4608851A (en) * 1984-03-23 1986-09-02 National Forge Co. Warm-working of austenitic stainless steel
DE3434743A1 (de) * 1984-09-21 1986-04-03 M.A.N.-B & W Diesel GmbH, 8900 Augsburg Verfahren zur herstellung von stangenfoermigen maschinenteilen
US4720307A (en) * 1985-05-17 1988-01-19 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method for producing high strength steel excellent in properties after warm working
US4805437A (en) * 1987-12-21 1989-02-21 The National Machinery Company Method and apparatus for producing fasteners having wrenching sockets therein
BR9305812A (pt) * 1992-01-29 1997-02-18 Cons Metal Prod Processo de fabricar peça de aço de alta resistência
WO1995002705A1 (en) * 1993-07-14 1995-01-26 Consolidated Metal Products, Inc. Warm forming high strength steel parts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5094698A (en) * 1990-10-24 1992-03-10 Consolidated Metal Products, Inc. Method of making high strength steel parts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140050041A (ko) * 2011-07-20 2014-04-28 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 강 반제품의 열간성형에 의해 부품을 생산하기 위한 방법
KR102006963B1 (ko) * 2011-07-20 2019-08-02 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 강 반제품의 열간성형에 의해 부품을 생산하기 위한 방법

Also Published As

Publication number Publication date
AU697328B2 (en) 1998-10-01
CA2194067C (en) 2000-01-25
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KR970704893A (ko) 1997-09-06
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US5454888A (en) 1995-10-03
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BR9508280A (pt) 1997-08-12
AU2865395A (en) 1996-02-16
ATE204341T1 (de) 2001-09-15
DK0777752T3 (da) 2001-10-08
JP2007332464A (ja) 2007-12-27
EP0777752A1 (en) 1997-06-11
EP0777752B1 (en) 2001-08-16
JP4049809B2 (ja) 2008-02-20
ES2160711T3 (es) 2001-11-16
DE69522228T2 (de) 2001-11-29

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