KR100481360B1 - 내마모, 내부착성 및 내충격 특성이 우수한 가이드라이나의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소에서 열간압연전 판재의 인입을 용이하게 하기 위해 잡아주는 가이드 라이나의 제조방법에 관한 것으로서, 구상흑연주철에 합금 원소를 일부 첨가하고 적당한 열처리를 함으로서 내마모성, 내부착성 및 내충격 특성이 우수한 가이드 라이나를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 가이드 라이나를 제조하는 방법에 있어서, 탄소: 3.0-4.2wt%, 망간: 0.2wt%이하, 인: 0.02wt%이하, 황: 0.02wt%이하, 실리콘: 2.5-3.0wt% , 니켈: 0.5-2.0wt%, 구리: 0.5-1.0wt%, 몰리브덴: 0.2-0.8wt%, 바나듐, 니오븀 및 보론으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종: 0.2-1.5wt%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 구상흑연주철을 900-930⁰C에서 1인치 두께 기준으로 2시간이상 오스테나이징 처리한 후, 급냉시켜 350-370^oC에서 1-2시간 템퍼링하여 내마모, 내부착성 및 내충격특성이 우수한 가이드 라이나를 제조하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

내마모, 내부착성 및 내충격 특성이 우수한 가이드 라이나의 제조방법 {Method for Manufacturing Guide Liner with Superior Wear Resistance, Sticking Resistance and Impact Resistance}

본 발명은 제철소에서 열간압연전 판재의 인입을 용이하게 하기 위해 잡아주는 가이드 라이나(guide liner) 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내마모, 내부착 및 내충격 특성이 우수한 라이나를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래의 경우 열간압연시 판재의 인입을 용이하게 하기 위해 각 스탠드별로 양쪽에 사이드 가이드 라이나(side guide liner)가 설치되는데, 그 재질로는 일반강이나 회주철 혹은 구상흑연주철 등이 사용되어 왔다.

그러나, 사이드 가이드 라이나 재질로 일반강을 사용할 경우에는 충격특성은 우수하지만 특수강 혹은 스테인레스를 압연시 압연재에서 박리된 칩(chip)이 라이나에 부착되어 다음 압연재가 지나갈 경우 판재측면에 부착되어 압연시 중대 결함을 발생시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 회주철 혹은 구상흑연 주철을 사용하는 경우가 많으며, 그 예로서 일본특개평 9-287049호를 들수 있다.

그러나, 회주철을 사이드 가이드 라이나재질로 사용하는 경우에는 내부착 특성은 우수하나 내마모 및 내충격 특성이 나쁘고 구상흑연 주철를 사이드 가이드 라이나재질로 사용하는 경우에는 내충격 특성 및 내부착 특성은 다소 양호하나 내마모 특성이 우수하지 못하다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 구상흑연주철에 합금 원소를 일부 첨가하고 적당한 열처리를 함으로서 내마모성, 내부착성 및 내충격 특성이 우수한 가이드 라이나를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 가이드 라이나를 제조하는 방법에 있어서, 탄소: 3.0-4.2wt%, 망간: 0.2wt%이하, 인: 0.02wt%이하, 황: 0.02wt%이하, 실리콘: 2.5-3.0wt% , 니켈: 0.5-2.0wt%, 구리: 0.5-1.0wt%, 몰리브덴: 0.2-0.8wt%, 바나듐, 니오븀 및 보론으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종: 0.2-1.5wt%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 구상흑연주철을 900-930⁰C에서 1인치 두께 기준으로 2시간이상 오스테나이징 처리한 후, 급냉시켜 350-370^oC에서 1-2시간 템퍼링하여 내마모, 내부착성 및 내충격특성이 우수한 가이드 라이나를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서 경도항상에 크게 기여하는 성분으로는 급냉 후 템퍼링시 생기는 베이나이트 조직에 의한 것이며 라이너가 압연판재와의 접촉시 발생하는 고열에서도 내마모성을 유지할 수 있도록 도와 주는 것은 몰리브덴, 바나듐, 니오븀 및 보론 등과 같은 고온에서도 안정한 석출물 등이다. 내충격성이 우수한 이유는 베이나이트조직 때문이며 내부착성이 우수한 이유는 구상흑연이 현미경조직내 다수 존재하여 압연재와의 마찰에 의해 발생한 칩(chip)등이 쉽게 부착되지 않기 때문이다.

본 발명의 수치한정 이유는 다음과 같다.

본 발명에 있어서 탄소의 함량은 3.0-4.2wt%로 선정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 함량이 3.5wt% 미만인 경우에는 경도가 낮아지고 칩 부착이 용이해지고, 그 함량이 4.2wt%를 초과하게 되면 결함이 많고 충격특성이 불리해지기 때문이다.

상기 망간은 경도를 증가시키기 위하여 첨가되지만, 그 함량이 0.2 wt%를 초과하게 되는 경우에는 응고중에 셀(cell)경계에 탄화물을 형성하여 편석을 조장하므로서 충격성이 불리하게 되므로, 그 함량은 0.2 wt%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 인 및 황이 각각 0.02wt%를 초과하게 되면 재료내 결함이 많아지고 충격치가 감소하게 되므로, 상기 인 및 황의 함량은 각각 0.02wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 실리콘은 주철에서 흑연화를 조장하는 원소로서, 그 함량은 2.5-3.0wt%로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 함량이 2.5wt%미만인 경우에는 그 첨가효과가 미약하고, 3.0wt%를 초과하게 되는 경우에는 충격치가 좋지 않기 때문이다.

상기 니켈은 경화능을 향상시키기 위해 첨가하는 원소로서, 그 함량은 0.5-2.0wt%로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 0.5wt% 미만인 경우에는 경화능이 저하되고, 2.0 wt%를 초과하는 경우에는 경화능 향상정도는 포화되기 때문이다.

상기 구리는 경화능과 연성을 동시에 향상시키기 위하여 첨가되는 원소로서, 그 함량은 0.5-1.0wt%로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 함량이 0.5wt% 미만인 경우에는 경화능과 연성증가 효과가 적고, 그 함량이 1.0wt%를 초과하는 경우에는 첨가효과의 상승정도가 포화되기 때문이다.

상기 몰리브덴은 경화능향상 효과가 가장 우수한 원소로서, 그 함량은 0.2-0.8wt%로 선정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 0.2wt% 미만인 경우에는 경화능향상효과가 저하 되어 경도가 좋지 않고, 그 함량이 0.8wt%를 초과하는 경우에는 경도향상에 큰 도움이 되지 않으며 오히려 셀경계에 편석이 생겨 인장강도와 연성을 감소시키게 되기 때문이다.

상기 바나듐이나 니오븀 및 보론은 모두 강력한 탄화물형성 원소로서, 그 함량은 0.2-1.5wt%로 선정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 함량이 0.2wt% 미만인 경우에는 탄화물 혹은 고용강화에 의한 경도 향상 효과가 적고, 그 함량이 1.5wt%를 초과하는 경우에는 그 첨가효과의 상승정도가 포화되기 때문이다.

한편, 본 발명에 있어서 오스테나이징 온도를 900-930⁰C로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 온도가 930^oC 보다 높으면 변태시 마르텐사이트 형성에 의해 충격특성이 저하될 가능성이 있고, 그 온도가 900^oC 미만인 경우에는 오스테나이징에 많은 시간이 걸리기 때문이다.

상기 오스테나이징은 가이드의 1인치 두께 당 2시간 이상 행하며, 바람직하게는 2-3시간동안 오스테나이징한다.

상기 오스테나이징 이후에 급냉한 다음, 350-370^oC에서 1-2시간동안 템퍼링하는데, 그 이유는 템퍼링 온도가 370^oC를 초과하는 경우에는 베이나이트 형성이 용이하지 않고, 350^oC 미만인 경우에는 베이나이트 형성은 용이하나 하부 베이나이트가 생기므로 충격치는 향상되지만, 경도가 저감되기 때문이다,

상기 오스테나이징 이후의 급냉시 냉각매체로는 염욕이나 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 상기 오스테나이징후 10초이내에 급냉시키는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

전해철 및 각종 합금원소를 진공로에서 용해하여 주철을 제조하였으며 그 성분은 하기 표 1과 같았다. 제조된 주철은 구상화 처리된 것이며, 열처리는 920⁰C에서 1인치 두께 기준으로 2시간 오스테나이징 처리를 한 후 7초이내에 급냉시켜 360^oC에서 2시간 템퍼링 하였다.

상기와 같이 처리된 시편에 대하여 내마모특성(사용수명), 내부착특성 및 내충격특성을 현장시험을 통해 행하였으며, 내마모 시험은 표면으로부터 8mm 깊이까지 마모홈이 발생하기 까지 걸리는 시간으로 나타내었다.

실시예 No.	조 성(wt%)												충격치(J)	사용수명	부착율 (%)
	C	Mn	P	S	Si	Mg	Ni	Cu	Mo	V	Nb	B
종래예	3.59	0.01	0.02	0.02	2.62	0.03	-	-	-	-	-	-	3	3일	0
발명예1	3.5	0.1	0.01	0.02	2.8	0.1	1.5	0.8	0.6	-	-	0.4	9	3주	0
발명예2	3.7	0.05	0.02	0.01	3.0	0.2	1.6	1.0	0.6	0.5	1.0	0.8	8	4주	0
발명예3	3.8	0.2	0.01	0.01	2.7	0.1	0.8	0.9	1.0	0.3	0.8	-	8	3주	0
비교예1	2.5	0.17	0.02	0.02	2.6	0.1	0.9	0.6	0.5	1.5	-	-	10	2주	50
비교예2	4.5	0.16	0.02	0.02	2.6	0.1	0.8	0.8	0.4	-	0.6	-	4	2주	0

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 조성 및 열처리조건을 갖는 발명예 1, 2 및 3은 종래예에 비하여 충격치 및 사용수명이 우수하고, 부착성에 있어서는 거의 동일한 특성을 가지고 있으며, 본 발명의 조성을 벗어나는 비교예 1에 비해서는 부착특성에 있어서 우수하고, 비교예 2에 비해서는 내충격성에 있어서 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 내마모, 내부착특성 및 충격특성이 우수한 사이드 가이드용 라이나의 제조가 가능하게 되므로써 라이나의 수명을 향상시켜 자재비 및 정비비를 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 가이드 라이나를 제조하는 방법에 있어서, 탄소: 3.0-4.2wt%, 망간: 0.2wt%이하, 인: 0.02wt%이하, 황: 0.02wt%이하, 실리콘: 2.5-3.0wt% , 니켈: 0.5-2.0wt%, 구리: 0.5-1.0wt%, 몰리브덴: 0.2-0.8wt%, 바나듐, 니오븀 및 보론으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종: 0.2-1.5wt%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 구상흑연주철을 900-930⁰C에서 1인치 두께 기준으로 2시간이상 오스테나이징 처리한 후, 급냉시켜 350-370^oC에서 1-2시간 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내부착성 및 내충격특성이 우수한 가이드 라이나의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 오스테나이징후의 급냉이 10초이내에 행해지는 것을 특징으로 하는 내마모, 내부착성 및 내충격특성이 우수한 가이드 라이나의 제조방법