KR100570800B1 - Method for heat treatment of high speed steel ingot rarely compmising cobalt - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절삭기계의 공구로 사용되는 고속도공구강 잉곳재의 열처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속도공구강 잉곳재에 내재된 공정탄화물을 분해 또는 미세화하는 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment method of a high-speed coated oral ingot material used as a tool of a cutting machine, and more particularly, to a heat treatment method for decomposing or miniaturizing the process carbide inherent in the high-speed coated oral ingot material.

본 발명은 중량%로, C: 0.75~1.1%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.5% 이하, Cr: 3.7~4.5%, Ni: 0.30% 이하, Co: 0.8%이하, Mo: 4.5~5.5%, W: 5.5~6.8%, V: 1.7~2.2%, Cu: 0.6% 이하, 나머지 Fe및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 고경도 고속도공구강 소재를 950-1050℃에서 1차 균질화처리하고, 1100-1150℃에서 2차 균질화처리하는 2단 균질화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 코발트 무함유 및 미량함유 고속도공구강 잉곳의 공정탄화물 분해 및 미세화를 위한 열처리 방법을 제공한다.In the present invention, by weight%, C: 0.75 to 1.1%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.5% or less, Cr: 3.7 to 4.5%, Ni: 0.30% or less, Co: 0.8% or less, Mo: 4.5 to 5.5%, W: 5.5 ~ 6.8%, V: 1.7 ~ 2.2%, Cu: 0.6% or less, 1st homogenization treatment at 950-1050 ℃ for high hardness high-speed oral material composed of remaining Fe and other unavoidable impurities, 1100 Provided is a heat treatment method for process carbide decomposition and miniaturization of cobalt-free and trace-containing high-speed coating oral ingots, which is subjected to a two-stage homogenization treatment at -1150 ° C.

Description

코발트 미량함유 고속도공구강 잉곳의 공정탄화물 분해 및 미세화를 위한 열처리 방법{METHOD FOR HEAT TREATMENT OF HIGH SPEED STEEL INGOT RARELY COMPMISING COBALT}Heat Treatment Method for Decomposition and Refinement of Process Carbide in Cobalt Trace High-Speed Coated Oral Ingot {METHOD FOR HEAT TREATMENT OF HIGH SPEED STEEL INGOT RARELY COMPMISING COBALT}

도 1은 1100, 1150, 1200℃에서 단일 균질화 열처리한 후에 공정탄화물의 분해상태를 나타낸 사진,1 is a photograph showing the decomposition state of the process carbide after a single homogenization heat treatment at 1100, 1150, 1200 ℃,

도 2는 970, 1000, 1030℃에서 1차 균질화 처리한 후에 1100℃에서 2차 균질화 열처리하는 2단 균질화 열처리를 적용한 경우의 공정탄화물 분해상태를 나타낸 사진,Figure 2 is a photograph showing the process carbide decomposition state when a two-stage homogenization heat treatment is applied after the first homogenization treatment at 970, 1000, 1030 ℃ secondary homogenization heat treatment at 1100 ℃,

도 3은 단일 균질화 열처리 공정과 2단 균질화 열처리 공정을 적용한 60mm 봉재의 피삭력 측정결과를 나타내는 그래프.Figure 3 is a graph showing the measurement results of the cutting force of the 60 mm bar applied to a single homogenization heat treatment process and a two-stage homogenization heat treatment process.

본 발명은 절삭기계의 공구로 사용되는 고속도공구강 잉곳재의 열처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속도공구강 잉곳재에 내재된 공정탄화물을 분해 또는 미세화하는 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment method of a high-speed coated oral ingot material used as a tool of a cutting machine, and more particularly, to a heat treatment method for decomposing or miniaturizing the process carbide inherent in the high-speed coated oral ingot material.

고속도공구강은 타 강종에 비해 경도가 높아 기계부품을 가공하는 가공용 공 구의 기본 소재로 널리 사용되고 있다. 이중 가장 널리 사용되고 있는 고속도공구강은 M2 고속도공구강으로, 이는 로크웰(Rockwell) 경도로 최대 63~65의 경도를 갖는다. 그러나 상기 M2 고속도공구강 잉곳재는 경도 및 내마모성을 향상시키는 역할을 담당한 조대한 공정탄화물을 효율적으로 분해 또는 미세화시켜야만 균일한 경도분포와 기계피삭성이 우수해지는 특성을 갖는다.High-speed coating steel has a higher hardness than other steel grades and is widely used as a basic material for machining tools that process mechanical parts. The most widely used high speed steel is M2 high speed steel, which is Rockwell hardness up to 63-65. However, the M2 high-speed coated oral ingot material has excellent characteristics of uniform hardness distribution and mechanical machinability only when the coarse eutectic carbide, which plays a role of improving hardness and wear resistance, needs to be effectively decomposed or refined.

M2 고속도공구강은 고탄소계 M2 고속도공구강과 저탄소계 M2 고속도공구강으로 나뉜다. 상기 고탄소계 M2 고속도공구강은 64 이상의 로크웰 경도를 안정적으로 확보하는 것이 가능하지만, 탄소 함량과 탄화물 형성원소의 함량이 높아 열간압연재로 성형되는 특성이 열악한 문제점이 있어 봉상압연에 의해 선재나 봉재를 생산하는 대량생산 체계에는 어려운 점이 있다. 따라서, 현재 제조업계에서는 저탄소계 M2 고속도공구강이 상업적으로 널리 사용되고 있는 실정이다. M2 high speed steel can be divided into high carbon M2 high speed steel and low carbon M2 high speed steel. The high carbon-based M2 high-speed coated oral steel can stably secure Rockwell hardness of 64 or more, but the high carbon content and the content of carbide forming elements have a problem in that it is poorly formed into a hot rolled material. There are difficulties in mass production systems. Therefore, low carbon-based M2 high-speed coating oral is currently widely used in the manufacturing industry.

통상적으로 M2 고속도강의 공정탄화물은 M2C 탄화물로 이루어져 있으며,이들 M2C 탄화물은 균질화 열처리시에 M6C와 MC 탄화물로 분해되는 것으로 알려져 있다. 이 결과는 M2 고속도공구강 잉곳에 내재된 수백-수천마이크론으로 조대한 판상 또는 봉상의 M2C 공정탄화물을 수마이크론의 M6C와 MC 탄화물로 분해시키는 역할을 담당한다. 이는 고합금-고탄소계 M2 고속도공구강 잉곳의 열간압연을 가능하는 미세조직 변화의 핵심사항이다. Typically, the process carbide of M2 high speed steel is composed of M 2 C carbide, these M 2 C carbide is known to be decomposed into M 6 C and MC carbide during homogenization heat treatment. The result is the hundreds to thousands of microns inherent in the M2 high-speed oral ingot, which is responsible for degrading coarse plate- or rod-shaped M 2 C eutectic carbides into several microns of M 6 C and MC carbides. This is the key to the microstructure change that enables hot rolling of high alloy-high carbon M2 high-speed oral ingots.

그러므로 M2 고속도공구강 잉곳재는 일반적으로 800-900℃에서 예열처리한 후에 1100-1150℃에서 단일 균질화처리를 하는 것이 일반적인 열처리 방법이다. M2 고속도공구강 잉곳재는 상기의 균질화 열처리에도 불구하고 일부의 공정탄화물이 탄화물 분해반응이 충분하지 못하여 미분해된 공정탄화물을 잔류시키는 문제를 발생시키고 있었다. Therefore, M2 high-speed oral ingot materials are generally preheated at 800-900 ° C and then subjected to a single homogenization at 1100-1150 ° C. The M2 high-speed coated oral ingot material, despite the above-mentioned homogenization heat treatment, caused some of the process carbides to have insufficient carbide decomposition reactions, thereby leaving undecomposed process carbides.

미분해된 조대한 공정탄화물은 이어지는 단조공정이나 열간압연공정을 거치는 경우에 결함으로 작용하여 제품불량의 원인으로 작용하기도 한다. 또한 이들 미분해된 조대한 공정탄화물은 열간압연 선,봉재내에 잔류하여 기계피삭성을 현저하게 악화시킬 뿐만 아니라, 원소재의 경도 균일성을 저하시키는 원인이 된다. Undegraded coarse eutectic carbides can cause defects in the subsequent forging or hot rolling process, resulting in product defects. In addition, these undigested coarse eutectic carbides remain in hot-rolled wires and rods, which not only deteriorate mechanical machinability significantly but also cause a decrease in the hardness uniformity of the raw materials.

대한민국 공개특허공보 2002-76723호는 Si 함량을 0.32~1.0%로 제어함으로써 Si의 탄화물 미세화와 석출량 증가 효과로 경도를 향상시키는 것에 관해 기술하고 있다. 그러나, 상기 종래기술은 경화온도가 낮은 영역에서는 경도 상승효과가 있지만, 경화온도가 높은 경우에는 더 이상 경도가 향상되지 않는 문제점이 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-76723 discloses improving hardness by controlling Si content to 0.32 to 1.0% by increasing carbide miniaturization and increasing precipitation amount. However, the prior art has a hardness increase effect in the region where the curing temperature is low, but when the curing temperature is high, the hardness is no longer improved.

대한민국 특허출원 2002-82644호는 Si 함량을 0.1~1.0%로 제어하는 동시에 Co를 0.3-0.8%로 복합첨가함으로써 일반적인 경화온도 전영역에서도 경도상승 효과를 나타낼 수 있도록 설계한 코발트 미량함유 고속도공구강이다. Korean Patent Application No. 2002-82644 is a cobalt-free high-speed coating steel designed to show the effect of increasing hardness even in the general curing temperature area by controlling Si content from 0.1 to 1.0% and adding Co to 0.3-0.8%. .

그러나 상기 특허들은 1100-1150℃ 온도영역에서 단일 균질화처리를 함으로써 잉곳재에 내재된 조대한 공정탄화물을 효과적으로 분해 또는 미세화가 어렵다는 단점이 있다.However, the patents have a disadvantage in that it is difficult to effectively decompose or refine the coarse process carbide inherent in the ingot material by performing a single homogenization treatment in the temperature range of 1100-1150 ° C.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고속도공구강 주조재에 존재하는 조대한 공정탄화물을 열처리 제어방법에 의해 보다 효과 적으로 분해 또는 미세화를 효과적으로 제어하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide a method for effectively controlling the decomposition or refinement of coarse eutectic carbide present in the high-speed coating oral cast by heat treatment control method There is this.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, C: 0.75~1.1%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.5% 이하, Cr: 3.7~4.5%, Ni: 0.30% 이하, Co: 0.8%이하, Mo: 4.5~5.5%, W: 5.5~6.8%, V: 1.7~2.2%, Cu: 0.6% 이하, 나머지 Fe및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 고속도공구강을 이용하여 2단 균질화 열처리를 수행하는 방법을 제공한다. The present invention for achieving the above object by weight, C: 0.75 ~ 1.1%, Si: 0.1 ~ 1.0%, Mn: 0.5% or less, Cr: 3.7 ~ 4.5%, Ni: 0.30% or less, Co: 0.8 Less than%, Mo: 4.5 to 5.5%, W: 5.5 to 6.8%, V: 1.7 to 2.2%, Cu: 0.6% or less, two-step homogenization heat treatment using high-speed coating steel composed of remaining Fe and other unavoidable impurities Provide a way to.

본 발명의 고속도공구강의 열처리 방법은, 상기와 같이 조성되는 강을 대형잉곳의 전체에 걸쳐 균일한 온도를 확보하기 위하여 800-900℃에서 일정시간동안 예열처리하고, M2C공정탄화물의 분해처리시에 보다 미세한 핵생성을 유발하기 위하여 950-1050℃에서 1차 균질화처리를 한 후 1100-1150℃에서 2차 균질화처리를 함으로써 고속도공구강 주조재에 내재된 판상 또는 봉상의 공정탄화물을 효과적으로 분해 또는 미세화하는 열처리 방법을 포함하여 이루어진다.In the heat treatment method of the high-speed coated oral steel of the present invention, the steel prepared as described above is preheated at 800-900 ° C. for a predetermined time to ensure a uniform temperature over the entire large ingot, and the decomposition treatment of the M 2 C eutectic carbide. In order to induce finer nucleation at the time, the first homogenization treatment at 950-1050 ° C and the second homogenization treatment at 1100-1150 ° C effectively decomposes or deforms the plate- or rod-shaped process carbide inherent in high-speed coated steel casting It comprises a heat treatment method for miniaturization.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명자들은 저탄소계M2 고속도공구강 주조재를 사용하여 공정탄화물을 효과적으로 분해하는 연구를 진행하던 중, 다음과 같은 사실을 확인하였다.The inventors of the present invention conducted the study of effectively decomposing process carbides using a low carbon-based M2 high-speed coated steel casting material, and confirmed the following facts.

(1) 1100-1200℃의 온도영역에서 유지시간이나 유지온도를 상승시키더라도 조대한 공정탄화물 분해반응이 크게 개선되지 않고 거의 비슷하다는 점.(1) In the temperature range of 1100-1200 ° C, even if the holding time or the holding temperature were increased, the coarse process carbide decomposition reaction did not significantly improve and was almost similar.

(2)950-1050℃ 의 온도영역에 1차 유지하고 1100-1150℃의 온도영역에서 최종적으로 유지함으로써 조대한 미분해된 공정탄화물의 잔류량이 현저하게 감소된다는 점.(2) The residual amount of coarse undecomposed process carbides is significantly reduced by first maintaining in the temperature range of 950-1050 ° C and finally in the temperature range of 1100-1150 ° C.

따라서, 상기 2가지 사실에 주목하여 균질화 열처리 절차를 적절하게 제어하면, 수백-수천 마이크론크기의 조대한 공정탄화물의 미분해량을 현저하게 감소시키는 것이 가능한 것이다.Thus, with proper attention to the two facts and homogenizing heat treatment procedure, it is possible to significantly reduce the undecomposed amount of coarse eutectic carbides of hundreds to thousands of microns in size.

본 발명은 M2고속도공구강 잉곳재에서 내재된 조대 공정탄화물을 효과적으로 분해하고 미세화시키는 열처리 방법에 특징이 있는 것으로, 이하 적용대상 합금의 조성한정범위와 열처리 방법에 대해서 설명한다.The present invention is characterized by a heat treatment method for effectively decomposing and miniaturizing coarse eutectic carbide inherent in M2 high-speed steel ball ingot material, and the composition limitation range and heat treatment method of the alloy to be applied will be described below.

[적용대상합금의 조성한정 범위][Scope of application of the alloy to be applied]

C: 0.75~1.1중량%C: 0.75 to 1.1 wt%

고속도공구강에서의 탄소 함량은 탄화물 형성원소인 W, Mo, V 및 Cr의 함량에 의해 결정되는 인자로서, (W+Mo+V+Cr)/C의 비율에 따라 저탄소계 고속도공구강 및 고탄소계 고속도공구강으로 나누어진다. 상기 고탄소계 고속도공구강은 0.95~1.10중량% 정도의 탄소를 함유하며, 저탄소계 고속도공구강은 0.75~0.90중량% 정도의 탄소를 함유한다.Carbon content in high-speed coatings is a factor determined by the contents of W, Mo, V and Cr, which are carbide forming elements, and is based on the ratio of (W + Mo + V + Cr) / C. Divided into tool steel. The high carbon-based high-speed oral cavity contains about 0.95 to 1.10% by weight of carbon, and the low carbon-based high-speed oral cavity contains about 0.75 to 0.90% by weight of carbon.

상기 C는 V, Cr, Mo, W등과 같은 여러가지 탄화물 형성원소와 결합하여 다양한 탄화물을 형성하는데 필요한 기본성분으로, 0.75중량% 미만 첨가되면 충분한 양의 탄화물 형성이 어렵고, 1.1중량%를 초과하여 첨가되면 과잉의 탄소가 기지에 잔류하여 과잉의 오스테나이트 상을 형성시켜 경도를 저하시킨다. 또한 과잉의 탄소는 고상선을 크게 낮춤으로써 오스테나이징 처리시에 국부 용융을 발생시킬 수 있 으므로, 그 함량을 0.75~1.1중량%로 제한하는 것이 바람직하다.The C is a basic component necessary to form various carbides in combination with various carbide-forming elements such as V, Cr, Mo, W, etc., if it is added less than 0.75% by weight, it is difficult to form a sufficient amount of carbide, and is added in excess of 1.1% by weight. Excess carbon remains at the base to form excess austenite phase, thereby lowering the hardness. In addition, since excessive carbon can cause local melting during austenizing treatment by greatly lowering the solidus, it is preferable to limit the content to 0.75 to 1.1% by weight.

Si: 0.1~1.0중량%Si: 0.1-1.0 wt%

상기 Si은 탈산제로 첨가되는 성분으로, 탄화물 석출을 보다 증대시켜 경도 향상에도 기여한다. 상기 Si의 함량이 0.1중량% 미만이면 Si 고유의 탈산효과가 거의 없으며, 1.0중량%를 초과하여 첨가되면 소재의 인성이 감소하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 탈산효과도 포화되므로, 그 함량을 0.1~1.0중량%로 제한하는 것이 바람직하다.Said Si is a component added as a deoxidizer and contributes to the improvement of hardness by further increasing carbide precipitation. When the content of Si is less than 0.1% by weight, there is almost no inherent deoxidation effect of Si, and when added in excess of 1.0% by weight, the toughness of the material is not only reduced, but also the deoxidation effect is saturated, so that the content is 0.1 to 1.0. It is preferable to limit the weight percentage.

특히, 상기 Si의 함량을 0.32~1.0중량%로 관리하면 0.32중량% 이상에서 얻을 수 있는 Si 고유의 탄화물 석출증대효과를 동반할 수 있게 되어 낮은 경화처리온도에서도 보다 높은 경도를 유지할 수 있으므로, 보다 바람직하다.Particularly, if the content of Si is controlled to 0.32 to 1.0% by weight, it can be accompanied by Si's inherent carbide deposition effect, which can be obtained at 0.32% by weight or more, and thus can maintain a higher hardness even at low curing treatment temperatures. desirable.

Mn: 0.5중량% 이하Mn: 0.5 wt% or less

상기 Mn은 오스테나이트 안정화 원소로, 0.5중량%를 초과하여 첨가되면 잔류 오스테나이트를 증가시켜 경도를 급격하게 감소시키므로, 그 함량을 0.5중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.The Mn is an austenite stabilizing element, and when added in excess of 0.5% by weight, the residual austenite is increased to drastically decrease the hardness, so that the content is preferably limited to 0.5% by weight or less.

Cr: 3.7~4.5중량%Cr: 3.7-4.5 wt%

상기 Cr은 고온 내산화성을 제어하고 템퍼링시에 탄화물 석출을 지연함으로써 경화능을 제공하는 성분으로, 3.7중량% 미만 첨가되면 이 두가지의 역할을 충분히 달성되기 어렵고, 4.5중량%를 초과하여 첨가되면 과잉의 오스테나이트를 잔류시키므로, 그 함량을 3.7~4.5중량%로 제한하는 것이 바람직하다.The Cr is a component that provides hardenability by controlling high temperature oxidation resistance and delaying carbide precipitation during tempering. When Cr is added less than 3.7% by weight, it is difficult to fully achieve these two roles, and when added in excess of 4.5% by weight, Cr is excessive. Since austenite is retained, the content is preferably limited to 3.7 to 4.5% by weight.

Ni: 0.30중량% 이하Ni: 0.30 wt% or less

상기 Ni은 Mn과 마찬가지로 오스테나이트 안정화 원소로, 0.30중량%를 초과하여 첨가되면 잔류 오스테나이트를 증가시켜 경도를 급격하게 감소시키므로, 그 함량을 0.30중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.Ni, like Mn, is an austenite stabilizing element. When Ni is added in excess of 0.30% by weight, the residual austenite is increased to rapidly decrease the hardness. Therefore, the content is preferably limited to 0.30% by weight or less.

Co: 0.8중량%이하 Co: 0.8 wt% or less

상기 Co는 고속 기계가공에 따른 공구의 온도상승에 견디는 내열성 확보를 주로 위해 첨가되며, 낮은 경화처리 온도를 적용하는 경우에는 경도향상에 영향을 미치지 않으므로 고가의 Co를 투입할 필요가 없다. 그러나 높은 경화처리 온도를 적용하는 경우에는 0.3-0.8중량%의 Co를 첨가함으로써 경도를 보다 향상시킬 수 장점이 있다. 그러나 0.8중량%를 초과하면 경화온도가 높은 영역에서 열처리하는 경우에 오스테나이트의 안정성을 높여 급냉시 오스테나이트를 상온까지 잔류시켜 경도를 감소시키므로, 그 함량을 0.8중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.The Co is mainly added to ensure heat resistance to withstand the temperature rise of the tool according to the high-speed machining, it is not necessary to add expensive Co because it does not affect the hardness improvement when a low curing treatment temperature is applied. However, when a high curing treatment temperature is applied, the hardness can be further improved by adding 0.3 to 0.8% by weight of Co. However, if the content exceeds 0.8% by weight, it is preferable to limit the content to 0.8% by weight or less because the stability of the austenite is increased in the region where the curing temperature is high and the austenite remains at room temperature during quenching, thereby reducing the hardness. .

Mo: 4.5~5.5중량%Mo: 4.5-5.5 wt%

상기 Mo는 M2 고속도공구강에서 M6C형태의 탄화물 형성을 위해 첨가되는 성분으로, 4.5중량% 미만 첨가되면 과잉의 탄소를 발생시켜 인성과 열간가공성 등의 관련된 물성을 저해하고, 5.5중량%를 초과하여 첨가되면 기지의 인성을 떨어뜨려 물성을 낮추는 문제점을 야기하므로, 그 함량을 4.5~5.5중량%로 제한하는 것이 바람직하다.The Mo is a component added for the formation of M 6 C-type carbide in M2 high-speed steel, and when added less than 4.5 wt%, excessive carbon is generated to inhibit related properties such as toughness and hot workability, and exceeds 5.5 wt%. When added to reduce the known toughness to cause a problem of lowering the physical properties, it is preferable to limit the content to 4.5 to 5.5% by weight.

W: 5.5~6.8중량%W: 5.5-6.8 wt%

상기 W은 상기 Mo과 마찬가지로 M2 고속도공구강에서 M6C형태의 탄화물 형성 을 위해 첨가되며, 5.5중량% 미만 첨가되면 과잉의 탄소를 발생시켜 열간가공성 등의 인성과 관련된 물성을 저해하고, 6.8중량%를 초과하여 첨가되면 기지의 인성을 떨어뜨려 물성을 낮추는 문제점을 야기하므로, 그 함량을 5.5~6.8중량%로 제한하는 것이 바람직하다.W is added to form M 6 C carbide in M2 high-speed coating oral, like Mo. When W is less than 5.5 wt%, excess carbon is generated to inhibit properties related to toughness such as hot workability, and 6.8 wt%. If it is added in excess of the drop in the known toughness causes a problem of lowering the physical properties, it is preferable to limit the content to 5.5 ~ 6.8% by weight.

V: 1.7~2.2중량%V: 1.7-2.2 wt%

상기 V은 MC형태의 탄화물 형성을 위해 첨가되며, 1.7중량% 미만 첨가되면 충분한 탄화물의 확보가 어려울 뿐만 아니라 과잉의 탄소잔류로 인성을 떨어뜨리고, 2.2중량%를 초과하여 첨가되면 기지에 잔류하여 기지의 인성을 떨어뜨리므로, 그 함량을 1.7~2.2중량%로 제한하는 것이 바람직하다.The V is added for the formation of MC-type carbide, and if it is added less than 1.7% by weight, it is difficult to secure sufficient carbides, as well as to reduce toughness due to excess carbon residue, and when added in excess of 2.2% by weight, it remains at the base. Since it lowers the toughness, it is preferable to limit the content to 1.7 to 2.2% by weight.

Cu: 0.6중량% 이하Cu: 0.6 wt% or less

상기 Cu는 주로 스크랩등에서 유입되는 성분으로, 0.6중량%를 초과하여 첨가되면 파괴인성을 저하시키는 것으로 관찰됨에 따라, 그 함량을 0.6중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.The Cu is mainly introduced into the scrap, and when added in excess of 0.6% by weight is observed to lower the fracture toughness, it is preferable to limit the content to 0.6% by weight or less.

상기한 조성 이외에 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다.In addition to the above compositions, the remainder is composed of Fe and other unavoidable impurities.

[열처리방법][Heat treatment method]

상기와 같이 조성되는 강을 1100~1150℃에서 균질화처리한다. 상기 균질화처리는 얇고 넓은 조대한 M2C 공정탄화물을 둥글고 미세한 MC 및 M6C 탄화물로 분해하는 효과가 있다. 그러나 이러한 단일 균질화 열처리는 미분해 M2C 공정탄화물을 다량 발생시키는 문제점이 있다. Homogenized treatment at 1100 ~ 1150 ℃ the steel composition as described above. The homogenization treatment is effective to decompose thin and broad coarse M 2 C carbide into round and fine MC and M 6 C carbides. However, such a single homogenization heat treatment has a problem of generating a large amount of undecomposed M 2 C process carbide.

본 발명에서는 상기와 같이 조성되는 강을 대형잉곳의 전체에 걸쳐 균일한 온도를 확보하기 위하여 먼저 800-900℃에서 일정시간동안 예열처리한다. 이어서 M2C공정탄화물의 분해처리시에 보다 미세한 핵생성을 유발하기 위하여 950-1050℃에서 1차 균질화처리를 한 후, 1100-1150℃에서 2차 균질화처리를 함으로써 고속도공구강 주조재에 내재된 판상 또는 봉상의 공정탄화물을 효과적으로 분해 또는 미세화하는 열처리를 행하며, 이러한 열처리 방법이 본 발명의 특징이다.In the present invention, the steel prepared as described above is first preheated at 800-900 ° C. for a predetermined time in order to ensure a uniform temperature throughout the large ingot. Subsequently, the first homogenization treatment at 950-1050 ° C. and the second homogenization treatment at 1100-1150 ° C. in order to cause finer nucleation during decomposition of M 2 C eutectic carbide are performed. A heat treatment is performed to effectively decompose or refine the plate- or rod-shaped process carbide, and this heat treatment method is a feature of the present invention.

상기 균질화처리 온도에 있어서 950-1050℃ 구간에서 1차 균질화처리하는 이유는 950℃ 이하에서는 미세한 분해 탄화물 핵을 생성시키기 위해서는 많은 유지시간이 필요하여 현실적으로 적용이 어렵고, 1050℃를 초과하면 분해되는 탄화물의 핵이 충분히 미세하게 형성되기 어렵다는 문제점이 있기 때문이다. The reason for the first homogenization treatment in the 950-1050 ℃ section at the homogenization treatment temperature is that it is difficult to apply practically because a large holding time is required to generate a fine decomposition carbide nucleus below 950 ℃, carbides that decompose when exceeding 1050 ℃ This is because the nucleus of? Is difficult to be formed sufficiently finely.

그리고 2차 균질화 처리온도가 1100-1150℃ 구간인 이유는 1100℃ 미만이면 열간압연 또는 단조시 온도강하로 인하여 롤이나 프레스 해머의 부하가 증가되어 기계의 부담이 가중되고, 1150℃를 초과하면 열간취성에 의해 소재가 쉽게 깨지는 문제점을 야기하므로, 상기 2차 균질화처리 온도는 1100~1150℃로 제한하는 것이 바람직하다.The second homogenization treatment temperature is 1100-1150 ℃. If the temperature is lower than 1100 ℃, the load of the roll or press hammer is increased due to the temperature drop during hot rolling or forging. Since the material easily breaks due to brittleness, the secondary homogenization temperature is preferably limited to 1100 to 1150 ° C.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예1)Example 1

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 4가지 종류의 강을 진공용해로를 이용하여 50kg의 잉곳으로 제조하였다. 이와 같이 제조된 잉곳을 열처리로에서 820~880℃로 2시간 동안 예열처리한 후에 단일 균질화처리를 위하여 1100, 1150, 1200℃에서 3-9시간동안 유지하였다. Four kinds of steels having the composition as shown in Table 1 were prepared in a 50 kg ingot using a vacuum melting furnace. The ingot thus prepared was preheated at 820-880 ° C. for 2 hours in a heat treatment furnace and then maintained at 1100, 1150, 1200 ° C. for 3-9 hours for a single homogenization treatment.

도1은 상기 잉곳재를 이용하여 예열처리 후에 각각 1100, 1150, 1200℃에서 9시간동안 균질화처리한 경우의 공정탄화물의 분해상태를 나타낸 것 사진이다. 도1에서 볼 수 있듯이 많은 양의 공정탄화물들이 미분해된 상태로 잔류하고 있음을 관찰할 수 있다. Figure 1 is a photograph showing the decomposition state of the process carbide when the homogenization treatment for 9 hours at 1100, 1150, 1200 ℃ after preheating using the ingot material. As can be seen in Figure 1 it can be observed that a large amount of eutectic carbide remains undecomposed.

그리고 상기 잉곳재를 이용하여 예열처리 후에 각각 1100, 1150, 1200℃에서 3시간동안 균질화처리한 후에 공정탄화물의 분해상태를 관찰하였으나 도1에 나타낸 결과와 큰 변화가 없었다. After the preheating process using the ingot material, the decomposition state of the process carbide was observed after homogenizing treatment at 1100, 1150, and 1200 ° C. for 3 hours, respectively.

<표1><Table 1>

구분division 성분(중량%)Ingredient (% by weight) CC SiSi MnMn CuCu CoCo CrCr WW MoMo VV NiNi FeFe 합금1Alloy 1 0.860.86 0.280.28 0.200.20 0.110.11 0.0230.023 4.054.05 5.585.58 4.554.55 1.741.74 0.170.17 나머지Remainder 합금2Alloy 2 0.840.84 0.280.28 0.210.21 0.100.10 0.6100.610 4.034.03 5.745.74 4.804.80 1.881.88 0.150.15 나머지Remainder 합금3Alloy 3 0.850.85 0.370.37 0.200.20 0.100.10 0.0210.021 4.014.01 5.765.76 4.764.76 1.881.88 0.190.19 나머지Remainder 합금4Alloy 4 0.840.84 0.850.85 0.200.20 0.110.11 0.5700.570 4.024.02 5.715.71 4.724.72 1.851.85 0.140.14 나머지Remainder

(실시예2)Example 2

상기 표 1과 같은 조성을 갖는 4가지 종류의 강을 진공용해로를 이용하여 50kg의 잉곳으로 제조하였다. 이와 같이 제조된 잉곳을 열처리로에서 820~880℃로 2시간 동안 예열처리한 후에 2단 균질화처리를 위하여 970, 1000, 1030℃ 온도구간에서 유지한 후에 1시간당 100℃의 승온속도로 1100, 1150℃ 온도에서 최종적으로 균질화처리를 수행하였다.Four kinds of steels having the composition shown in Table 1 were prepared in a 50 kg ingot using a vacuum melting furnace. The ingot thus prepared was preheated at 820 to 880 ° C. for 2 hours in a heat treatment furnace, and then maintained at a temperature range of 970, 1000, and 1030 ° C. for two-step homogenization, and then heated to 100 ° C. per hour at 100 ° C. per hour. Finally, homogenization was performed at a temperature of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

도2는 상기 잉곳재를 이용하여 예열처리 후에 각각 970, 1000, 1030℃에서 유지한 후에 시간당 100℃의 승온속도로 1100℃로 상승시킨 후에 균질화처리한 경우의 공정탄화물의 분해상태를 나타낸 것 사진이다. 도2에서 볼 수 있듯이 도1의 경우에 비해 조대한 공정탄화물들의 대부분이 미세한 탄화물로 잘 분해되어 있음을 관찰할 수 있다. Figure 2 shows the decomposition state of the process carbide in the case of homogenizing treatment after maintaining at 970, 1000 and 1030 ℃ after preheating using the ingot material and then elevated to 1100 ℃ at an elevated temperature rate of 100 ℃ per hour to be. As can be seen in FIG. 2, it can be observed that most of the coarse process carbides are well decomposed into fine carbides as compared to the case of FIG.

그리고 상기 잉곳재를 이용하여 예열처리 후에 각각 1000℃에서 유지한 후에 시간당 100℃의 승온속도로 각각 1100, 1150℃에서 최종적으로 균질화처리한 후에 공정탄화물의 분해상태를 관찰하였으나 도2와 같이 매우 효과적으로 공정탄화물 분해가 이루어져 있음을 관찰할 수 있었다.After the preheating process using the ingot material, and then maintained at 1000 ℃ each and finally homogenized at 1100, 1150 ℃ at an elevated temperature rate of 100 ℃ per hour, the decomposition state of the process carbide was observed very effectively as shown in FIG. Observation of the process carbide decomposition was observed.

(실시예3)Example 3

상기 표 1에서 합금 2로 진공용해로를 이용하여 1톤의 잉곳으로 제조하였다. 이와 같이 제조된 잉곳중 하나는 820~880℃에서 예열처리한 후에 1100-1150℃에서 단일 균질화처리를 적용하였고, 다른 하나는 잉곳을 열처리로에서 820~880℃로 예열처리한 후에 970-1030℃ 온도구간으로 승온시킨 후에 유지하고 다시 1시간당 100℃의 승온속도로 1100-1150℃ 온도에서 최종적으로 균질화처리하는 2단 균질화처리를 수행한 후에 열간단조공정으로 250SQ로 빌렛을 제조하였다. 단조빌렛은 다시130SQ로 분괴압연을 하고 최종적으로 60mm의 봉상 압연재를 제조하였다. In Table 1, an ingot of 1 ton was manufactured using a vacuum melting furnace as alloy 2. One of the ingots prepared in this way was subjected to a single homogenization treatment at 1100-1150 ℃ after preheating at 820 ~ 880 ℃, the other is 970-1030 ℃ after preheating the ingot to 820 ~ 880 ℃ in a heat treatment furnace After the temperature was raised to a temperature range, and after performing a two-stage homogenization treatment, which was finally homogenized at a temperature of 1100-1150 ° C. at a temperature rising rate of 100 ° C. per hour, billets were prepared by 250 SQ in a hot forging process. The forged billet was further subjected to induction rolling at 130 SQ to finally produce a 60 mm rod-rolled material.

봉상압연재는 기계피삭성을 평가하기 위하여, Sandvik사의 초경팁을 이용하여 절삭깊이(cutting depth) 1mm와, 공급속도(feed rate) 0.2mm/rev의 조건으로 절삭력 평가를 수행하였다. In order to evaluate the machinability, the rod-shaped rolling material was evaluated using a carbide tip of Sandvik under a cutting depth of 1 mm and a feed rate of 0.2 mm / rev.

도3은 각각 실시예1과 2에서 나타낸 열처리 조건을 이용하여 제조된 60mm 봉 상압연재의 피삭력을 평가한 결과이다. 실시예1에서 나타낸 열처리조건을 이용하여 제조된 60mm 봉재의 피삭력 곡선은 실시예2의 열처리조건을 이용하여 제조된 60mm 봉재의 피삭력 곡선보다 현저하게 조대한 탄화물 존재에 의한 피삭력 흔들림이 심하다는 것을 명확하게 관찰할 수 있다. 그러므로 실시예2의 2단 균질화 열처리가 공정탄화물을 보다 효율적으로 거의 완전분해한다는 사실을 보여준다.3 is a result of evaluating the cutting force of the 60mm rod rolling material manufactured using the heat treatment conditions shown in Examples 1 and 2, respectively. The cutting force curve of the 60 mm rod manufactured using the heat treatment conditions shown in Example 1 is more severe than the cutting force curve of the 60 mm rod manufactured using the heat treatment conditions of Example 2 due to the presence of coarse carbides. Can be clearly observed. Therefore, it is shown that the two-stage homogenization heat treatment of Example 2 almost completely decomposes the process carbide more efficiently.

상술한 바와 같이, 본 발명은 M2 고속도공구강 잉곳재에 내재된 조대한 공정탄화물을 효과적으로 분해시킴으로써 열간성형성을 보다 개선시키는 동시에 기계피삭성을 향상시킴으로써 선재 및 봉재의 생산을 용이하게 하고 M2 고속도공구강의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention facilitates the production of wire rods and rods by effectively decomposing the coarse process carbides inherent in the M2 high-speed coated oral ingot, and improving the machinability while improving the machinability of the wire and the bar. There is an effect to improve the quality of.

Claims (2)

중량%로, C: 0.75~1.1%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.5% 이하, Cr: 3.7~4.5%, Ni: 0.30% 이하, Co: 0.3~0.8%, Mo: 4.5~5.5%, W: 5.5~6.8%, V: 1.7~2.2%, Cu: 0.6% 이하, 나머지 Fe및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 고경도 고속도공구강 소재를 950-1050℃에서 1차 균질화처리하고, 1100-1150℃에서 2차 균질화처리하는 2단 균질화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 코발트 미량함유 고속도공구강 잉곳의 공정탄화물 분해 및 미세화를 위한 열처리 방법.By weight%, C: 0.75 to 1.1%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.5% or less, Cr: 3.7 to 4.5%, Ni: 0.30% or less, Co: 0.3 to 0.8%, Mo: 4.5 to 5.5% , W: 5.5 ~ 6.8%, V: 1.7 ~ 2.2%, Cu: 0.6% or less, high hardness high speed oral material composed of remaining Fe and other unavoidable impurities is first homogenized at 950-1050 ℃, and 1100-1150 A heat treatment method for process carbide decomposition and miniaturization of cobalt traces containing high-speed coating oral ingots, characterized in that a two-stage homogenization treatment is carried out at 2 캜 for second homogenization. 제1항에 있어서, 상기 소재를 2단 균질화처리하기 전에 820-880℃에서 예열처리하는 것을 특징으로 하는 코발트 미량함유 고속도공구강 잉곳의 공정탄화물 분해 및 미세화를 위한 열처리 방법.The method of claim 1, wherein the material is preheated at 820-880 ° C. prior to the two-stage homogenization treatment.
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