KR100435460B1 - A method for manufacturing steel wire for steel cord - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것으로, 탄소함량을 감소시키고 적절한 합금원소를 첨가하여 신선가공한 후 페이텐팅을 1회만 실시함으로써, 270kg/mm2이상의 고강도 극세선을 제조할 수 있는 스틸코드용 강선용 강선의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for producing a steel cord steel wire, by reducing the carbon content and adding a suitable alloying element after drawing the wire only one time, the high-strength fine wire can be produced 270kg / mm 2 or more It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing steel wire for steel cords.
본 발명은, 스틸코드용 강선용 강선의 제조방법에 있어서,The present invention provides a method for producing a steel wire for steel cords,
중량%로 C: 0.4~0.65%, Mn: 0.1~1.0%, Si: 0.1~1.0%, Cr: 0.3% 이하, B: 100ppm 이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되는 강편을 열간압연한 후, 10~30℃/sec의 냉각속도로 연속냉각하여 초석 페라이트분율이 10% 이하, 세멘타이트분율이 6~10%인 선재로 신선한 다음, 900~1050℃의 온도에서 가열하여 오스테나이트화하고 급냉하여 500~650℃의 온도범위에서 미세한 펄라이트로 항온변태시킨 후, 0.15~0.3mm까지 습식 신선가공하는 것을 특징으로 하는 스틸코드용 강선의 제조방법을 그 기술적 요지로 한다.By weight% C: 0.4-0.65%, Mn: 0.1-1.0%, Si: 0.1-1.0%, Cr: 0.3% or less, B: 100 ppm or less, remaining Fe and other unavoidable impurities, wherein Ti, Nb , At least one selected from the group consisting of elements of V is hot rolled to a steel sheet containing 0.02% or less, and then continuously cooled at a cooling rate of 10 to 30 ° C./sec to form a cornerstone ferrite fraction of 10% or less, Cementite fraction is fresh with 6 ~ 10% wire rod, then heated at 900 ~ 1050 ℃, austenitized and quenched, and is incubated with fine pearlite in the temperature range of 500 ~ 650 ℃, and then to 0.15 ~ 0.3mm The manufacturing method of the steel wire for steel cords characterized by wet drawing is made into the technical summary.
Description
본 발명은 트럭, 버스, 승용차 등의 고무타이어 보강재로 사용되는 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신선도중 소재의 연성을 부여하기 위해 실시하는 중간 열처리(페이텐팅, patenting)공정을 2회에서 1회로 단축한 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing steel cord steel wire used as a rubber tire reinforcement for trucks, buses, passenger cars, etc. More specifically, intermediate heat treatment (patenting, patenting) performed to give ductility of the material during drawing The manufacturing method of the steel wire for steel cords which shortened a process twice to one time.
스틸코드는 강선을 꼬아서 제조되는 것으로서, 통상 트럭, 버스, 승용차 등의 고무타이어 보강재로 사용되고 있다.Steel cords are manufactured by twisting steel wires, and are commonly used as rubber tire reinforcement materials for trucks, buses and passenger cars.
스틸코드용 강선은, 0.7%C 이상의 탄소강 및 합금강을 열간압연하고 조절냉각하여 펄라이트조직을 확보한 후 신선가공에 의해 30~70% 가공하고, 페이텐팅열처리를 실시하여 가공의 영향이 없는 펄라이트조직을 얻는 공정을 반복한(통상2회) 후, 최종 습식신선에 의해 0.15~0.3mm로 제조된다. 이 때, 일반적으로 신선도중 실시하는 중간 열처리공정은, 최종 제품의 선경까지 신선가공이 가능하도록 신선을 어느 정도 실시한 후 생긴 변형 조직을 제어하기 위해 실시하므로, 강선의 제조시 거의 필수적인 공정이라 할 수 있다.Steel wire for steel cord is hot rolled carbon steel and alloy steel with more than 0.7% C and controlled cooling to secure pearlite structure, and then processed by wire processing 30 ~ 70% After repeating the process of obtaining (usually twice), the final wet drawing to produce 0.15 ~ 0.3mm. In this case, the intermediate heat treatment process generally performed during drawing is performed to control the deformed structure formed after the drawing is carried out to some extent so that drawing can be done to the final diameter of the final product. have.
따라서, 중간 열처리를 단축하거나 신선가공량의 증가에 의해 강도를 향상시키기 위해서는 강의 신선성향상이 전제되어야 한다.Therefore, in order to improve the strength by shortening the intermediate heat treatment or by increasing the amount of drawing, the freshness of the steel must be premised.
탄소강의 신선성을 향상시키는 종래기술로는, 대부분의 경우 0.7%이상의 고탄소강에서 오스테나이트의 결정립을 미세화시킴에 의해 고탄소강의 신선성을 확보하는 방법들이 제시되고 있다. 일례로, 미국특허5156692호는 고온에서 변형을 가하여 오스테나이트의 결정립크기를 5mm정도로 제어함으로써 고강도 고연성을 확보하는 방법에 관한 것으로, 오스테나이트의 결정립크기를 제어하여 펄라이트상의 컬로니(colony) 및 층간간격의 미세화에 따른 신선성의 향상을 꾀한 것이다.As a conventional technique for improving the freshness of carbon steel, in many cases, methods for securing the freshness of high carbon steel by miniaturizing austenite grains in high carbon steel of 0.7% or more have been proposed. For example, US Patent 5156692 relates to a method of securing high strength high ductility by controlling the grain size of austenite to about 5 mm by applying deformation at high temperature, and controls the grain size of austenite to control colony and pearly phase. This is to improve the freshness according to the miniaturization of the interlayer spacing.
또한, 일본공개특허 (평)6-136452등은 페이텐팅처리시 AlN을 석출시켜 오스테나이트 결정립의 성장을 억제시키는 방법이다. 그러나, 상기한 오스테나이트 결정립크기를 미세화하는 방법은 중탄소강의 경우 페라이트의 분율을 증대시켜 오히려 신선성의 악화를 초래하므로 중탄소강에서는 적용시키기 어렵다.In addition, JP-A-6-136452 and the like are methods for inhibiting growth of austenite crystal grains by precipitating AlN during a paytenting process. However, the method of miniaturizing the austenite grain size described above is difficult to apply in the medium-carbon steel because it increases the fraction of ferrite in the case of medium-carbon steel, causing the deterioration of freshness.
또한, 일본공개특허 (평)4-325627은 강에 Si를 다량 첨가시켜 고용강화에 의한 강도 및 연성을 꾀하는 방법이나, Si가 다량 첨가되면 압연시 탈탄을 촉진시키는 문제점이 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 4-325627 has a problem in which a large amount of Si is added to steel to achieve strength and ductility due to solid solution strengthening, or when a large amount of Si is added, it promotes decarburization during rolling.
이 외에도 합금원소첨가 및 냉각속도제어에 의한 우수한 연성을 갖는 고강도 선재를 제조하는 방법에 대한 종래기술의 대표적인 예로는, 일본공개공보 (소)-63-4039호, (평)4-346619호가 있다.In addition, the Japanese Patent Application Laid-Open No. (63) -63-4039 and (Hyeong-ho) 4-346619 are representative examples of a conventional method for manufacturing a high strength wire rod having excellent ductility by addition of alloying elements and cooling rate control. .
상기 일본공개특허공보 (소)63-4039호는 중량%로 C:0.7~0.95, Si:0.2~0.5, Mn:0.4~0.7, V:0.05~0.2 및 Ni를 0.05%~0.5%를 포함한 강을 신선, 페이텐팅 공정을 반복하여 0.3mm정도의 극세선제조시 연성을 확보할 수 있는 방법을 개시한다.The Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-4039 has a weight% of steel containing C: 0.7-0.95, Si: 0.2-0.5, Mn: 0.4-0.7, V: 0.05-0.2, and Ni 0.05-0.5%. The method of securing the ductility at the time of manufacturing the ultra fine wire of about 0.3 mm by repeating the drawing and the patting process is disclosed.
상기 일본 공개특허공보 (평)4-346619호는 중량%로 C:0.6~1.1%, Si:0.1~0.2% 및 Mn:0.1~2.0%를 함유한 탄소강을 페이텐팅한 후 60% 이상 신선가공하고, 50~200℃ 범위에서 300~3600초 유지하여 신선시 변형시효에 의한 연성의 저하를 회복시켜 우수한 강선을 제조하는 방법에 관한 것으로, 근본적으로 신선도중 강선의 연성을 증가시키지 못하기 때문에, 열처리를 하지 않고 신선량을 증대시키는데는 문제가 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 4-346619 discloses at least 60% freshness after pitting the carbon steel containing C: 0.6-1.1%, Si: 0.1-0.2% and Mn: 0.1-2.0% by weight. And to maintain a 300 ~ 3600 seconds in the range of 50 ~ 200 ℃ to recover the degradation of the ductility due to strain aging at the time of drawing relates to a method for producing an excellent steel wire, because it does not fundamentally increase the ductility of the steel wire during the drawing, There is a problem in increasing freshness without heat treatment.
또한, 일본특허공개공보 (평)4-254526호는 중량%로 C:0.9%~1.3%, Si:0.1~ 2.0% 및 Cr:0.1~1.3%로 조성된 강을 열간압연한 후 초석 세멘타이트가 발생하는 온도영역을 급냉하고, 펄라이트변태가 종료되는 온도까지는 8 ℃/sec 이하의 속도로 냉각시키거나 또는 펄라이트 변태온도까지 급냉한 다음 항온유지하여 초석 세멘타이트 형성을 억제함으로써, 신선성의 연성을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 그러나, 이 방법은 C가 0.9% 미만일 경우에는 초석 세멘타이트가 형성되지 않아서 적용되지 않고, 또한 실제 압연후 냉각시 이와같이 냉각속도를 2단계로 나누어 제어하기 어려운 문제가 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-254526 discloses cementite cementite after hot rolling a steel composed of C: 0.9% to 1.3%, Si: 0.1 to 2.0% and Cr: 0.1 to 1.3% by weight. Quenching the cementite cementite by cooling the temperature range where is generated and cooling to a temperature at which the pearlite transformation is completed at a rate of 8 ° C./sec or less or by quenching to a pearlite transformation temperature and then maintaining a constant temperature. It is about how to improve. However, this method is not applied when C is less than 0.9% because the cementite cementite is not formed, and there is a problem that it is difficult to control the cooling rate by dividing the cooling rate into two stages during cooling after actual rolling.
최근에는 중간열처리의 생략이나 단축에 의한 에너지절감효과와 Pb사용에 의한 환경문제 감소효과로, 스틸코드용 강선 제조공정에서 일반적으로 2회 실시되는 열처리횟수를 줄이고자 하는 노력이 진행되고 있다. 일본특개 (평)5-156370에서는 C:0.9~1.1wt%, Si:0.4wt% 이하, Mn:0.5wt% 이하, Cr:0.1~0.3wt%을 함유하는 강을 4.5~6.5mm로 열간압연한 후 50℃/sec이상의 냉각속도로 800~1100℃의 온도범위에서부터 450~550℃ 온도범위로 냉각한 다음, 450~550℃ 온도범위에서 변태를 완료시키고 이때 450℃ 이상의 온도에서 약 120초 동안 유지한 후 상온까지 냉각시키는 발명을 개시하고 있다. 상기 발명에 의하면, 세멘타이트가 가로세로비(aspect ratio) 10 이하의 세멘타이트 형태를 유지하게 되어 가공경화율이 낮고 연성이 향상됨에 의해 열처리를 1회 단축할 수 있게 되었다. 그러나, 이 발명은 압연후 미세조직의 제어방법에 있어서, 선재의 제조시 실시하는 공냉법으로는 제어하기가 어렵고 공기 대신 염욕 등의 특수설비가 필요하여, 생산성저하 및 원가상승의 문제점이 있다.Recently, efforts have been made to reduce the number of heat treatments generally performed twice in the steel wire manufacturing process due to the energy saving effect by eliminating or shortening the intermediate heat treatment and reducing the environmental problem by using Pb. In Japanese Laid-Open Patent No. 5-156370, hot-rolled steels containing C: 0.9 to 1.1wt%, Si: 0.4wt% or less, Mn: 0.5wt% or less, Cr: 0.1 to 0.3wt% to 4.5-6.5mm After cooling to a temperature range of 800 ~ 1100 ℃ to a temperature range of 450 ~ 550 ℃ at a cooling rate of 50 ℃ / sec or more, the transformation is completed at a temperature range of 450 ~ 550 ℃, and at this time for about 120 seconds at a temperature of 450 ℃ or more. Disclosed is an invention for cooling to room temperature after holding. According to the present invention, the cementite maintains a cementite form having an aspect ratio of 10 or less, and thus the heat treatment can be shortened once due to a low work hardening rate and improved ductility. However, this invention is difficult to control by the air cooling method performed at the time of manufacture of a wire rod in the control method of a microstructure after rolling, and requires special facilities, such as a salt bath instead of air, and there exists a problem of a productivity fall and a cost increase.
한편, 신선 도중 신선성의 저하는 가공도중 발생하는 균열에 기인하며 이러한 균열은 페라이트/펄라이트로 구성된 조직에서는 페라이트/펄라이트 계면 및 결정립계에 단독적으로 존재하는 결정립계 세멘타이트에서 발생하고 펄라이트 단상 조직에서는 세멘타이트의 균열에 기인하여 발생하기 때문에, 세멘타이트 분율이 많은 고탄소강이 저탄소강에 비해 신선성이 낮다는 것이 공지되어 있다.On the other hand, deterioration of freshness during drawing is due to cracks occurring during processing, and these cracks occur at grain boundary cementite which is present at the ferrite / pearlite interface and grain boundary alone in the structure composed of ferrite / pearlite and of cementite in pearlite single phase structure. Since it is caused by a crack, it is known that high carbon steel with many cementite fractions has low freshness compared with low carbon steel.
이에, 본 발명자들은 한국 특허출원번호 95-56693에서, 탄소량을 감소시켜 세멘타이트 분율을 감소시키고 동시에 탄소량 감소에 동반되는 페라이트 분율의 증가 및 변태거동을 제어함으로써, 신선가공시 균열의 발생위치로 작용하는 결정립계 세멘타이트와 페라이트/펄라이트 계면을 감소시키고 펄라이트 단상에서 문제되는 세멘타이트의 분율을 감소시켜서 우수한 신선가공성을 제공하는 발명을 개시한 바 있다. 그러나, 이 방법은 오스테나이트를 조대하게 하기 위해 가열온도 또는 레잉헤드 온도를 상승시켜야 하므로, 원가가 상승하고 고강도 강선을 제조하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 한국 특허출원번호98-43340에서는 적정한 합금원소를 첨가하여 가열온도나 레잉헤드 온도를 상승시키지 않고 신선성이 우수한 고강도 및 고연성의 선재를 제조하는 방법을 개시하였으나, 상기 방법은 선재압연후 냉각속도를 제어하여 페라이트 분율을 제어한 다음 신선하는 소재에만 제한되어 스틸코드용 강선와 같이 중간에 페이턴팅을 필수적으로 실시해야 하는 제품에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.Accordingly, the present inventors in Korea Patent Application No. 95-56693, by reducing the amount of carbon to reduce the cementite fraction, and at the same time to control the increase in the ferrite fraction and the transformation behavior accompanying the decrease in the amount of carbon, the location of cracks during fresh processing It has been disclosed that the present invention provides excellent freshness by reducing the grain boundary cementite and ferrite / pearlite interface and reducing the fraction of cementite in the pearlite single phase. However, this method has to raise the heating temperature or the laying head temperature in order to make austenite coarse, so that the cost increases and it is difficult to manufacture high strength steel wire. Therefore, Korean Patent Application No. 98-43340 discloses a method of manufacturing a high strength and high ductility wire rod having excellent freshness without increasing heating temperature or laying head temperature by adding an appropriate alloying element. Controlling the ferrite fraction by controlling the cooling rate is limited to only the fresh material is difficult to apply to products that must be applied in the middle, such as steel wire for steel essential.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 탄소함량을 감소시키고 적절한 합금원소를 첨가하여 신선가공한 후 페이텐팅을 1회만 실시함으로써, 270kg/mm2이상의 고강도 극세선을 제조할 수 있는 스틸코드용 강선의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly conducted research and experiments and proposed the present invention based on the results. It is an object of the present invention to provide a method for producing a steel cord steel wire that can produce a high-strength ultrafine wire of 270 kg / mm 2 or more by performing the tenting only once.
도1은 발명재 및 비교재의 열처리 후의 미세조직도1 is a microstructure after heat treatment of the invention and comparative materials
본 발명은 스틸코드용 강선의 제조방법에 있어서,The present invention provides a method for producing a steel wire for steel cords,
중량%로 C: 0.4~0.65%, Mn: 0.1~1.0%, Si: 0.1~1.0%, Cr: 0.3% 이하, B: 100ppm 이하, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 여기에 Ti, Nb, V의 원소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 1종 이상이 0.02% 이하의 범위로 함유되는 강편을 열간압연한 후, 10~30℃/sec의 냉각속도로 연속냉각하여 초석 페라이트분율이 10% 이하, 세멘타이트분율이 6~10%인 선재로 신선한 다음, 900~1050℃의 온도에서 가열하여 오스테나이트화하고 급냉하여 500~650℃의 온도범위에서 미세한 펄라이트로 항온변태시킨 후, 0.15~0.3mm까지 습식 신선가공하는 것을 특징으로 하는 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것이다.By weight% C: 0.4-0.65%, Mn: 0.1-1.0%, Si: 0.1-1.0%, Cr: 0.3% or less, B: 100 ppm or less, remaining Fe and other unavoidable impurities, wherein Ti, Nb , At least one selected from the group consisting of elements of V is hot rolled to a steel sheet containing 0.02% or less, and then continuously cooled at a cooling rate of 10 to 30 ° C./sec to form a cornerstone ferrite fraction of 10% or less, Cementite fraction is fresh with 6 ~ 10% wire rod, then heated at 900 ~ 1050 ℃, austenitized and quenched, and is incubated with fine pearlite in the temperature range of 500 ~ 650 ℃, and then to 0.15 ~ 0.3mm It relates to a method for producing a steel wire for steel cord, characterized in that the wet drawing.
이하, 본발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
먼저, 강성분의 설정이유에 대하여 설명한다.First, the reason for setting the steel component will be described.
상기 C는 강도상승에 가장 효과적인 원소로 사용용도에 따라 그 첨가량이 변화하나 0.4% 미만인 경우에는 기지조직이 페라이트로 되는데, 이 조직은 펄라이트보다 분율의 증대가 훨씬 용이하므로 고강도의 확보가 곤란한 문제가 있어서, 그 하한치는 0.4%로 설정하였다. 한편, 그 함량이 0.65%를 초과하는 경우에는 합금원소의 첨가없이도 펄라이트 분율이 95% 이상이 되나 세멘타이트 분률의 증대로 신선량이 증대하면 디라미네이션이 발생하기 때문에 0.65wt%를 상한치로 설정하였다. 따라서, 상기 C함량은 0.4~0.65%로 설정하는 것이 바람직하다.The C is the most effective element to increase the strength, the amount of addition changes depending on the use, but less than 0.4% of the base structure becomes a ferrite, this structure is much easier to increase the fraction than pearlite, so it is difficult to secure high strength In addition, the lower limit was set to 0.4%. On the other hand, if the content exceeds 0.65%, the pearlite fraction becomes 95% or more without the addition of alloying elements, but the lamination occurs when the freshness increases due to the increase in the cementite fraction, so 0.65 wt% is set as the upper limit. Therefore, the C content is preferably set to 0.4 to 0.65%.
상기 Si은 강의 탈산에 필요한 원소로, 그 함유량이 너무 적으면 탈산효과가 충분치 않으므로 0.1%이상 첨가되어야 한다. 또한, Si은 효과적인 페라이트 고용강화 원소로 연속냉각시 펄라이트 층간간격이 미세하고, 신선재의 열처리시 강도저하의 효과가 있으나, 과량 첨가하면 열간압연을 위해 가열하는 도중 탈탄이 발생하고 신선을 위한 스케일제거가 어려워 그 상한은 1%로 설정하였다. 따라서, 상기 Si은 0.1~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다.Si is an element necessary for deoxidation of steel, and if the content is too small, the deoxidation effect is not sufficient, so Si should be added at least 0.1%. In addition, Si is an effective ferrite solid solution strengthening element, and the interval between the pearlite layer is fine during continuous cooling, and the strength is reduced when heat-treating the drawn material.However, when excessively added, decarburization occurs during heating for hot rolling and scale removal for drawing It was difficult to set the upper limit to 1%. Therefore, it is preferable to add 0.1 to 1.0% of said Si.
상기 Mn은 강의 제조시 탈산효과 뿐만 아니라 소재내의 황과 더불어 MnS을 형성하여 황에 의한 적열취성을 방지하므로, 0.1% 이상은 첨가되어야 한다. 또한, Mn은 소재의 강도상승과 펄라이트 층간간격을 미세화시키는데 매우 효과적인 원소이나, 과량 첨가되는 경우에는 편석의 발생가능성이 높아지고 마르텐사이트가 발생하는 임계 냉각속도를 낮추며, 또한 다른 원소에 비해 신선한계를 현저히 저하시키므로, 그 상한을 1.0%로 제한하였다. 따라서, 상기 Mn은 0.1~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다.The Mn forms MnS together with sulfur in the material as well as the deoxidation effect in the manufacture of steel, thereby preventing red brittleness due to sulfur, so 0.1% or more should be added. In addition, Mn is a very effective element to increase the strength of the material and refine the pearlite interlayer spacing, but when added in excess, Mn increases the likelihood of segregation and decreases the critical cooling rate at which martensite is generated. Since it significantly lowered, the upper limit was limited to 1.0%. Therefore, it is preferable to add 0.1 to 1.0% of the Mn.
상기 Cr은 강의 경화능을 증대시켜 펄라이트를 미세화하여 강도 및 연성을 증가시키는데 매우 효과적인 원소이나, 많이 첨가될 경우 소재의 냉각시 마르텐사이트가 발생할 염려가 있으므로, 그 함량을 0.3% 이하로 설정하는 것이 바람직하다.The Cr is an element that is very effective in increasing the hardenability of steel to refine the pearlite to increase the strength and ductility, but when it is added, it may cause martensite during cooling of the material. Therefore, the content should be set to 0.3% or less. desirable.
상기 B은 소재의 경화능을 증대시켜 페라이트 형성을 억제하는 효과가 있으며, 펄라이트내의 세멘타이트 성장을 촉진시켜 신선도중 페라이트/세멘타이트 계면에 발생되는 미소결함을 억제하는 역할을 한다. 그러나, 과량 첨가시 질소와 결합해 질화물을 형성하므로 열간압연시 터짐이 발생하고, 또한 소재의 경화능의 향상도 0.01%를 초과하는 경우에는 크게 개선되지 않기 때문에, 그 함량은 0.01%이하로 설정하는 것이 바람직하다.The B has an effect of suppressing the formation of ferrite by increasing the hardenability of the material, and promotes the growth of cementite in pearlite, and serves to suppress microdefects generated at the ferrite / cementite interface during freshness. However, when excessively added, it forms a nitride by combining with nitrogen, so that bursting occurs during hot rolling, and when the improvement of the hardenability of the material exceeds 0.01%, it is not greatly improved. Therefore, the content is set to 0.01% or less. It is desirable to.
상기 Ti, Nb, V은 1종 이상이 0.02% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 원소들은 C, N와 결합해 탄질화물을 형성하여 B의 효과를 극대화시키는 효과가 있으나, 과량 첨가시 다량의 석출물에 의해 페라이트의 연성을 저하하고 고용강화에 의해 마르텐사이트 등의 저온조직을 발생시킬 수 있기 때문이다.It is preferable that 1 or more types of said Ti, Nb, and V are added in 0.02% or less. The reason is that the elements combine with C and N to form carbonitrides to maximize the effect of B. However, when excessively added, a large amount of precipitate lowers the ductility of the ferrite and increases the strength of martensite. This is because cold tissue can be generated.
다음, 제조조건의 설정이유에 대하여 설명한다.Next, the reason for setting the manufacturing conditions will be described.
상기한 바와 같이, 본 발명의 합금성분계를 갖도록 강을 조성한 후 이를 빌렛으로 제조하고 열간압연한 다음 냉각하여 선재를 제조하는데 있어서, 상기 냉각속도는 10~30℃/sec범위로 하고, 상기 선재의 미세조직은 초석 페라이트 분율이 10%이하이고 세멘타이트 분율이 6~10%인 것이 바람직하다. 그 이유는 냉각속도가 10℃/sec 미만인 경우에는 합금원소첨가에도 불구하고 초석페라이트 석출이 과도하여 최종 선경에서 강도의 저하 및 디라미네이션 발생이 용이하고, 반면에 30℃/sec를 초과하는 경우에는 마르텐사이트가 석출하여 신선가공 도중 단선이 발생하는 문제가 있기 때문이다.As described above, after the steel is formed to have the alloy component system of the present invention, it is manufactured as a billet, hot rolled, and then cooled to manufacture the wire, wherein the cooling rate is in the range of 10 to 30 ° C./sec, and the The microstructure preferably has a cornerstone ferrite fraction of 10% or less and a cementite fraction of 6-10%. The reason is that when the cooling rate is less than 10 ℃ / sec, despite the addition of the alloying element, the superfine ferrite precipitation is excessive, so that it is easy to reduce the strength and delamination at the final wire diameter, whereas when the cooling rate exceeds 30 ℃ / sec This is because martensite is precipitated and there is a problem that disconnection occurs during the drawing process.
이후, 2.5~3.5의 가공량으로 1차 신선가공한 다음, 900~1050℃에서 오스테나이트화 하고, 미세한 펄라이트의 항온변태를 위해서 500~650℃의 온도범위로 유지되는 납조에서 페이턴팅 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 신선가공량을 2.5~3.5로 하는 이유는, 1차 신선시 가혹한 가공에 의한 디라미네이션의 발생을 방지하고 최종 신선의 가공량을 4이하로 제한하는 것이 최종 제품의 물성에 유리하기 때문이다.Thereafter, the primary fresh processing with a processing amount of 2.5 ~ 3.5, then austenitized at 900 ~ 1050 ℃, and subjected to a patented heat treatment in a lead bath maintained in the temperature range of 500 ~ 650 ℃ for constant temperature transformation of fine pearlite It is desirable to. The fresh processing amount is set to 2.5 to 3.5 because it is advantageous to prevent the occurrence of delamination due to harsh processing during the primary drawing and to limit the processing amount of the final drawing to 4 or less for the properties of the final product.
또한, 상기 오스테나이트화를 위한 가열온도는 900~1050℃로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 900℃ 미만에서는 오스테나이트 결정립의 크기가 너무 미세하여 변태후 페라이트 분률이 증가하고, 1050℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 너무 조대하여 소재의 연성이 저하하기 때문이다.In addition, the heating temperature for the austenitization is preferably set to 900 ~ 1050 ℃, the reason is that below 900 ℃ the size of the austenite grain is too fine to increase the ferrite fraction after transformation, exceeding 1050 ℃ In this case, the austenite grains are so coarse that the ductility of the material is lowered.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(실시예 1)(Example 1)
하기 표 1과 같은 화학성분을 갖는 강 슬라브를 160×160mm 강편(billet)으로 연속주조하고 1050℃에서 가열하여 열간압연한 다음, 25℃/sec로 연속냉각하여 직경 5.5mm인 선재를 제조하였다. 다음, 시편의 초석 페라이트, 세멘타이트 분율및 기계적 성질을 측정하여 하기 표2에 나타내었다.Steel slabs having a chemical composition as shown in Table 1 were continuously cast into 160 × 160 mm billets, heated at 1050 ° C., hot rolled, and continuously cooled to 25 ° C./sec to prepare wire rods having a diameter of 5.5 mm. Next, the cornerstone ferrite, cementite fraction and mechanical properties of the specimens were measured and shown in Table 2 below.
상기 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명재는 가열온도가 낮아도 초석 페라이트 분율이 10%이하로 제어되었으나, 비교재(1)의 경우에는 초석 페라이트 양을 10%이하로 제어하기 위해서는 1150℃ 이상의 고온가열이 필요했다.As can be seen in Table 2, although the present invention material was controlled to be less than 10% of the cornerstone ferrite fraction even if the heating temperature is low, in the case of the comparative material (1) to control the amount of the cornerstone ferrite to 10% or less 1150 ℃ or more High temperature heating was needed.
한편, 본 발명재는 종래재 대비 소재의 강도는 낮으나 소재의 연성을 평가할 수 있는 단면감소율은 현저히 증가되고 있을을 알 수 있다. 이를 증명하기 위해, 하기 표3에는 5.5mm의 시편을 신선가공할 때 디라미네이션이 발생하는 임계변형량을 나타내었다.On the other hand, the present invention is low in strength compared to the conventional material, but it can be seen that the cross-sectional reduction rate that can evaluate the ductility of the material is significantly increased. In order to prove this, Table 3 below shows the critical strain of delamination when the 5.5 mm specimen is drawn.
상기 표3에 나타난 바와 같이, 종래재를 제외하고는 모두 변형량 3 이상의 높은 신선가공에 의해서도 디라미네이션이 발생하지 않음을 알 수 있다. 따라서, 종래재는 페이텐팅을 1회 생략하기 위한 신선 가공성을 보유하지 않고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 3, it can be seen that the delamination does not occur even by the high fresh processing of the deformation amount 3 or more except for the conventional material. Therefore, it can be seen that the conventional material does not have the wire workability for omitting the petenting once.
이때, 신선 변형량(e)은 2ln(Do/D)로 계산한 값이며, Do는 신선소재의 선경, D는 신선 후의 선경을 의미한다.At this time, the amount of wire deformation (e) is a value calculated by 2ln (D o / D), D o is the wire diameter of the fresh material, D means the wire diameter after the wire.
(실시예 2)(Example 2)
상기 실시예의 비교재(1)과 발명재(2)를 0.96mm까지 1차 신선하고 950℃에서 가열한 다음 납(Pb)조에 침적시켜 변태온도를 580℃로 제어하였다. 그 다음, 미세조직을 관찰하여 그 결과를 도1에 나타내었다.The comparative material (1) and the inventive material (2) of the above example were first drawn to 0.96 mm, heated at 950 ° C., and then deposited in a lead (Pb) bath to control the transformation temperature to 580 ° C. Then, the microstructure was observed and the results are shown in FIG.
도1에 나타난 바와 같이, 비교재(도 1b)는 본 발명재(도 1a)에 비해 초석 페라이트가 다량 존재하여 연성이 약 51%로 발명강 58.6%에 비하여 저하된 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 1, the comparative material (FIG. 1B) was found to have a large amount of cornerstone ferrite in comparison with the present invention material (FIG. 1A), and the ductility was about 51%, compared to 58.6% of the inventive steel.
다음, 상기 시편들을 하기 표4와 같은 조건으로 신선가공하고, 각각의 물성을 비교하여 하기 표4에 나타내었다.Next, the specimens were drawn in the conditions as shown in Table 4 below, and the physical properties thereof are shown in Table 4 below.
상기 표4에 나타난 바와 같이, 종래예(1),(2)는 신선도중 2회 페이텐팅 열처리를 한 후 0.3mm이하의 극세선에서 인장강도 260~300kg/mm2을 확보할 수 있었다. 이 경우 열처리를 단축하기 위해 신선 가공량을 증가시키면, 1차 신선에서 디라미네이션이 발생하여 제품화가 곤란한 것을 실시예 1을 통해 알 수 있다.As shown in Table 4, the prior art examples (1), (2) was able to secure a tensile strength of 260 ~ 300kg / mm 2 in the ultra-fine wire of 0.3mm or less after the heat treatment twice in the freshness. In this case, it can be seen from Example 1 that the increase in the amount of drawn processing to shorten the heat treatment, the delamination occurs in the primary drawing is difficult to commercialize.
그러나, 본 발명강의 경우 이러한 페이텐팅 열처리를 1회 생략하고도 유사한 강도을 얻을 수 있으며 디라미네이션이 발생하지 않음을 알 수 있다.However, in the case of the present invention, it can be seen that similar strength can be obtained without omitting such a pattening heat treatment once and no delamination occurs.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 스틸코드용 강선의 제조방법에 있어서 페이턴팅 열처리를 1회만 실시하고도 고강도 선재를 제조할 수 있어서, 신선가공 도중 실시되는 열처리, 산세, 윤활제 코팅 공정을 생략할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in the manufacturing method of steel cord steel wire, the high strength wire can be manufactured even if the heating treatment is performed only once, so that the heat treatment, pickling, and lubricant coating process performed during the drawing process can be omitted. It has an effect.
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