KR100833079B1 - Method for manufacturing soft wire material having excellent cold forging characteristics - Google Patents

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Abstract

A soft boron steel wire that has excellent cold forgeability, and can omit spheroidizing heat treatment is provided, and a manufacturing method of the soft boron steel wire is provided. A method for manufacturing a soft boron steel wire having excellent cold forgeability comprises the steps of: heating a billet comprising, by weight percent, 0.17 to 0.22% of carbon, 0.15 to 0.35% of silicon, 0.70 to 0.90% of manganese, 0.70 to 0.90% of chromium, 0.035% or less of phosphorous, 0.040% or less of sulfur, 0.005% or less of oxygen, 0.001 to 0.004% of boron, and 0.01 to 0.1% of titanium with the balance of Fe and other impurities in a temperature range of Ae3+150 deg.C to Ae3-250 deg.C for 30 minutes or more; cooling the heated billet to a temperature range of Ar3+50 deg.C to Ar3+100 deg.C in a cooling rate of 1 to 3 deg.C/sec, and rolling the cooled billet into a wire in the temperature range; and cooling the rolled wire in a cooling rate of 0.1 to 1 deg.C/sec.

Description

냉간압조특성이 우수한 연질 보론강 선재의 제조방법{Method for Manufacturing Soft Wire Material Having Excellent Cold Forging Characteristics}Method for manufacturing soft wire material having excellent cold forging characteristics

일본 특허공개공보 1998-183238Japanese Patent Laid-Open No. 1998-183238

일본 공개특허공보2006-037159Japanese Unexamined Patent Publication 2006-037159

일본 공개특허공보 1997-287056Japanese Laid-Open Patent Publication 1997-287056

본 발명은 기계구조 체결용 및 자동차 부품용 등에 사용되는 냉간압조용 보론 첨가강 선재의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 효과적인 압연 및 냉각속도를 부여하여 얻어지는 미세조직의 적절한 제어로 열처리 없이도 연질의 미세조직을 가짐으로써 냉간 압조성이 우수한 페라이트와 펄라이트 복합조직을 갖는 연질 보론강 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a cold-pressed boron-added steel wire used for fastening mechanical structures and automobile parts. More particularly, the present invention relates to a soft material without heat treatment by appropriate control of a microstructure obtained by providing an effective rolling and cooling rate. The present invention relates to a soft boron steel wire rod having a ferrite and pearlite composite structure having excellent cold rolling property by having a microstructure of and a method for producing the same.

최근의 냉간압조용 선재의 기술개발 동향은 열처리 및 가공 공정 등을 생략한 공정생략형 선재와 더불어 기능성이 우수한 고강도 선재 개발에 집중되고 있는 추세이다. 보론강은 크롬, 니켈 및 몰리브덴 등 고가의 소입성 향상 원소를 배제하고도 저가의 보론을 첨가하여 기존 합금강과 유사 또는 우월한 소입성을 얻을 수 있는 강재로써 각광받고 있는 원가 절감형 강재이다.In recent years, the trend of technology development of cold-rolled wire rods has been focused on developing high-strength wire rods with excellent functionality along with process-oriented wire rods that omit heat treatment and processing processes. Boron steel is a cost-saving steel that is in the spotlight as a steel that can obtain similar or superior hardenability to existing alloy steels by adding inexpensive boron without removing expensive hardenability improving elements such as chromium, nickel and molybdenum.

기존 냉간압조용 보론강의 경우, 선재 상태에서 구상화 열처리를 거쳐 사이징(sizing)목적의 신선을 수행한 후 구상화 열처리, 볼트 성형, 소입, 소려 공정을 거쳐 최종 템퍼드 마르텐사이트(Tempered Martensite)의 단상조직을 갖는다. 따라서 볼트의 강도는 조성 및 소입, 소려 열처리 공정에 의해 결정된다. 그러나, 원소재인 선재 상태에서는 볼트 성형을 용이하게 하기 위해 되도록 낮은 강도를 나타내어야 한다. 이에 있어 근래까지 효과적인 압연 및 냉각 제조 기준이 정립되지 않아 복잡한 형상으로 냉간 가공되는 경우, 선재의 강도가 높아 구상화 열처리를 거쳐야 했으며 부가적인 비용을 유발할 수밖에 없었다. 따라서 기존 고가의 합금원소를 보론으로 대치하여 얻을 수 있는 원가 절감의 효과가 추가적인 열처리 때문에 반감되는 결과를 가져오고 있었다.In the case of the existing cold-rolled boron steel, the wires are subjected to spheroidizing heat treatment, followed by sizing for drawing purposes, and then subjected to spheroidizing heat treatment, bolt forming, hardening, and soaking process, and the final tempered martensite single phase structure. Has Therefore, the strength of the bolt is determined by the composition, quenching, and heat treatment process. However, in the wire state, which is a raw material, the strength should be as low as possible to facilitate bolt forming. In this case, when the effective rolling and cold manufacturing standards have not been established until recently, when cold working into a complicated shape, the wire has a high strength, which has to undergo spheroidization heat treatment and incurs additional costs. Therefore, the cost reduction effect obtained by replacing the existing expensive alloy element with boron has been halved due to the additional heat treatment.

즉 압연 및 냉각을 통하여 제조되는 보론강 선재의 경우 구상화 열처리를 거친 수준의 낮은 강도를 보유하여야만 보론강 고유의 특성이 효과적으로 발휘될 수 있을 것이다.In other words, in the case of the boron steel wire produced through rolling and cooling, the inherent characteristics of the boron steel may be effectively exhibited only when the boron steel wire has a low level of roughness.

이와 같은 연질 보론강 선재를 제조하기 위하여 기존에는 탄소의 함량을 최대한 유효한 범위 내에서 감소시키거나, 기능성 목적을 위한 기타 합금원소를 가능한 감소시켜 고용경화 및 석출경화 효과를 최대한 억제하고자 하였고, 이에 따른 인장강도의 감소를 유도하는 경우가 일반적이었다. 그러나 이러한 방법들은 선재가 가공되어 부품 상태에서 가질 수 있는 기계적 특성의 범위를 좁히는 결과를 초래하게 되어, 다양한 응용 확대의 제한을 유발하기도 하였다.In order to manufacture such soft boron wire, conventionally, the content of carbon was reduced to the maximum effective range, or other alloying elements for functional purposes were reduced as much as possible to suppress the effects of solid solution hardening and precipitation hardening. It was common to induce a decrease in tensile strength. However, these methods have resulted in narrowing the range of mechanical properties that wire rods can have in the state of parts, which in turn limits the expansion of various applications.

상기 언급된 기술분야와 관련하여 종래 기술을 살펴보면, 일본 특허공개공보 1998-183238은 보론강 및 그 강재를 가공하여 제조된 부품에 관한 것으로써 미량의 합금원소를 첨가하여 오스테나이트화 단계에서 재가열해도 결정립의 조대화나 혼입을 방지하는 방법에 관한 것이다. 그러나 미세조직적 불균일을 최소화하는 것에 관한 것이고, 조직자체도 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트, 마텐사이트등의 복합조직으로써 필수적으로 열처리공정이 필요하였다.Looking at the prior art in relation to the above-mentioned technical field, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1998-183238 relates to boron steel and a component manufactured by processing the steel, and even if it is reheated in the austenitization step by adding a small amount of alloying elements. The present invention relates to a method for preventing coarsening and mixing of grains. However, it is related to minimizing microstructure non-uniformity, and the tissue itself is a complex structure such as ferrite, pearlite, bainite, martensite, and the like, and an essentially heat treatment process is required.

일본 공개특허공보2006-037159는 열간 압연 선재의 조직을 적절히 제어하여 냉간 단조용 열간 압연 선재와 그 제조 방법에 관한 것이다. 이는 열간 압연 온도와 냉각 속도를 적절히 제어하여 구상화 소둔 시간을 단시간에 처리 가능하게 하는 것으로써 구상화 열처리를 단축하고자 하는 방법에 대한 것이나, 마찬가지로 미세조직이 복합조직으로써 필수적으로 열처리를 따로 해야하는 문제점이 있었다.Japanese Laid-Open Patent Publication 2006-037159 relates to a hot rolled wire rod for cold forging by appropriately controlling the structure of the hot rolled wire rod and a method of manufacturing the same. This is a method for shortening the spheroidization heat treatment by controlling the hot rolling temperature and cooling rate in a short time so that the spheroidization annealing time can be processed in a short time, but likewise, there is a problem in that the microstructure must be separately heat treated as a composite structure. .

일본 공개특허공보 1997-287056은 열간 압연 채로 냉간 가공율이 높아지고도 페라이트와 펄라이트와의 경계에서 균열이 발생하지 않고，또한 변형 저항이 작은 조건을 결정하는 방법에 대한 것이다. 그러나 이는 조직을 빠른 냉각속도로 하여 얻어지는 베이나이트 또는 마르텐사이트에 관한 것이며, 본 발명과는 달리 보론 첨가를 하지 않았으며 최종 미세조직도 매우 상이하다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1997-287056 relates to a method for determining a condition in which a crack does not occur at the boundary between ferrite and pearlite even though the cold working rate is increased while hot rolling, and the deformation resistance is small. However, this relates to bainite or martensite obtained by fast cooling the tissue, unlike the present invention, boron is not added and the final microstructure is very different.

상기와 같이 열처리공정을 생략할 수 있는 연질 보론강의 필요성이 대두되고 있으나 그 대안은 제시되고 있지 않은 실정이다.As mentioned above, the necessity of soft boron steel, which can omit the heat treatment process, has emerged, but an alternative has not been proposed.

본 발명은 냉간 압조성이 우수하며 구상화 열처리의 생략이 가능한 연질 보론강 선재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a soft boron steel wire rod and a method of manufacturing the same, which are excellent in cold rolling and capable of eliminating spheroidizing heat treatment.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉간압조특성이 우수한 연질 보론강 선재는, 중량%로 탄소 0.17-0.22%, 실리콘 0.15-0.35%, 망간 0.70-0.90%, 크롬 0.70-0.90%, 인 0.035%이하, 황 0.040%이하, 산소 0.005% 이하, 보론 0.001-0.004%, 티타늄 0.01-0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되며, 그 미세조직이 면적분율 57%이상이 25㎛이상의 페라이트이고, 나머지는 펄라이트로 이루어진 복합조직을 갖는다.The soft boron steel wire having excellent cold rolling characteristics of the present invention for achieving the above object is 0.17-0.22% carbon, 0.15-0.35% silicon, 0.70-0.90% manganese, 0.70-0.90% chromium, 0.035% phosphorus Or less, 0.040% or less sulfur, 0.005% or less oxygen, boron 0.001-0.004%, titanium 0.01-0.1%, and is composed of the remaining Fe and other impurities, the microstructure of the area fraction 57% or more ferrite 25㎛ or more And the rest has a complex structure composed of pearlite.

또한 본 발명의 냉간압조특성이 우수한 연질 보론강 선재의 제조방법은 중량%로 탄소 0.17-0.22%, 실리콘 0.15-0.35%, 망간 0.70-0.90%, 크롬 0.70-0.90%, 인 0.035%이하, 황 0.040%이하, 산소 0.005% 이하, 보론 0.001-0.004%, 티타늄 0.01-0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되는 빌릿을 Ae3+150℃~Ae3+250℃의 온도영역에서 30분 이상 가열하는 단계;
상기 가열된 빌릿을 1~3℃/S의 냉각속도로 Ar3+50℃ ~ Ar3+100℃의 온도영역까지 냉각한 후, 이 온도영역에서 상기 빌릿을 선재압연하는 단계; 및
상기 압연된 선재를 0.1~1℃/S의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the method for producing a soft boron steel wire having excellent cold rolling characteristics of the present invention is 0.1% -0.22% carbon, 0.15-0.35% silicon, 0.70-0.90% manganese, 0.70-0.90% chromium, 0.035% or less, sulfur Billet containing 0.040% or less, oxygen 0.005% or less, boron 0.001-0.004%, titanium 0.01-0.1%, and the remaining Fe and other impurities in the temperature range of Ae3 + 150 ° C to Ae3 + 250 ° C for at least 30 minutes Heating;
Cooling the heated billet to a temperature range of Ar3 + 50 ° C to Ar3 + 100 ° C at a cooling rate of 1 to 3 ° C / S, and then rolling the billet in this temperature range; And
It comprises the step of cooling the rolled wire at a cooling rate of 0.1 ~ 1 ℃ / S.

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이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이하 본 발명의 강성분의 조성범위를 설명한다.Hereinafter, the composition range of the steel component of the present invention will be described.

탄소 : 0.17~0.22%(이하 중량%)Carbon: 0.17 ~ 0.22% (less than weight%)

탄소의 함량을 0.17-0.22%로 제한한 이유는, 그 함량이 0.22%를 초과하는 경우 오스테나이트 입계에 필름 형태의 탄화물이 빈번하게 석출하여 수소지연파괴 저항성을 저하시키기 때문이며, 0.17%미만에서는 소입, 소려 열처리에 의한 제품의 인장강도가 충분히 확보되지 못하기 때문이다.The reason for limiting the carbon content to 0.17-0.22% is that when the content exceeds 0.22%, carbides in the form of films frequently precipitate at the austenite grain boundaries, thereby degrading hydrogen delayed fracture resistance, and less than 0.17% This is because the tensile strength of the product by heat treatment is not sufficiently secured.

실리콘 : 0.15~0.35%Silicon: 0.15 ~ 0.35%

실리콘의 함량을 0.15-0.35%로 한정하는 이유는 다음과 같다. 실리콘 함량이 0.35%를 초과하는 경우 냉간압조 공정 중에 가공경화 현상이 급격하게 일어나 가공성에 많은 문제가 되며 0.15%미만에서는 볼트의 충분한 강도를 확보하지 못할 뿐더러, 세멘타이트의 구상화에도 악영향을 미친다.The reason for limiting the content of silicon to 0.15-0.35% is as follows. If the silicon content exceeds 0.35%, the work hardening phenomenon occurs rapidly during the cold rolling process, which is a problem in the workability, and less than 0.15% does not secure sufficient strength of the bolt, and also adversely affects the spheroidization of cementite.

망간 : 0.70~0.90%Manganese: 0.70 to 0.90%

망간은 기지조직 내에 치환형 고용체를 형성하여 고용강화하는 원소로 고장력 볼트 특성에 매우 유용한 원소이며, 그 함량은 0.70-0.90%로 한정한다. 상기 망간을 0.9%를 초과하여 첨가할 경우 고용강화 효과보다는 망간편석에 의하여 제품특성에 더 유해한 영향을 미친다. 강의 응고 시 편석기구에 따라 거시편석과 미시편석이 일어나기 용이한데, 망간편석은 타 원소에 비해 상대적으로 낮은 확산계수로 인해 편석대를 조장하고 이로인한 경화능 향상은 중심부 저온조직(core martensite)를 생성하는 주원인이 된다. 또한 상기 망간이 0.7% 미만으로 첨가될 경우 망간편석에 의한 편석대의 영향은 거의 없으나 고용강화에 의한 응력이완 개선효과는 기대하기 어렵다. 즉 망간의 함량이 0.7% 미만인 경우에는 고용강화 효과 미흡으로 소입성 및 영구변형 저항성 개선이 미흡하고 0.9%를 초과하는 경우에는 주조 시 망간편석으로 인한 국부소입성 증대 및 편석대 형성으로 조직 이방성 심화, 즉 조직 불균일로 제품특성이 저하된다. Manganese is an element that forms a solid solution to form a solid solution to strengthen the solid solution, and is very useful for high-strength bolt characteristics, and its content is limited to 0.70-0.90%. The addition of more than 0.9% manganese has a more harmful effect on the product characteristics due to manganese segregation than the solid solution strengthening effect. When the steel solidifies, macro segregation and micro segregation tend to occur depending on the segregation mechanism. Manganese segregation promotes segregation due to the relatively low diffusion coefficient compared with other elements, and the improvement of hardenability is achieved by the core martensite. This is the main reason for generating. In addition, when the manganese is added less than 0.7%, the influence of segregation zone due to manganese segregation is hardly expected, but stress relaxation improvement effect due to solid solution strengthening is not expected. In other words, if the content of manganese is less than 0.7%, the improvement of hardenability and permanent deformation resistance is insufficient due to insufficient solidification effect, and if it is more than 0.9%, tissue anisotropy is increased due to increased local quenchability due to manganese segregation and formation of segregation zones. Product characteristics are degraded due to deepening, that is, tissue non-uniformity.

산소 : 0.005%이하Oxygen: Below 0.005%

산소의 함량은 0.005% 이하로 한정한다. 그 함량이 0.005%를 초과하는 경우 산화물계 비금속 개재물로 인한 피로수명 저하가 우려되기 때문이다.The content of oxygen is limited to 0.005% or less. If the content is more than 0.005% fatigue fatigue due to the oxide-based non-metallic inclusions is feared.

인 0.035%이하, 황 0.040%이하Phosphorus 0.035% or less, Sulfur 0.040% or less

인 및 황의 함량은 각각 0.035% 이하와 0.040% 이하로 한정한다. 상기 인은 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고 지연파괴 저항성을 감소시키는 주요 원인이므로 그 상한을 0.035%로 제한하는 것이며, 상기 황은 저 융점 원소로 입계 편석되어 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 지연파괴 저항성 및 응력이완 특성에 유해한 영향을 미치므로 그 상한을 0.040%로 한정하는 것이 바람직하다.The content of phosphorus and sulfur is limited to 0.035% or less and 0.040% or less, respectively. The phosphorus is segregated at the grain boundary to reduce toughness and reduce the delayed fracture resistance, so the upper limit thereof is limited to 0.035%. The sulfur is segregated with low melting point elements to reduce toughness and form an emulsion, thereby delaying fracture resistance. And since it has a detrimental effect on stress relaxation characteristics, it is preferable to limit the upper limit to 0.040%.

크롬 : 0.70~0.90%Chromium: 0.70 to 0.90%

크롬의 함량은 0.70-0.90%로 함이 바람직하다. 그 함량이 0.7% 미만에서는 소입, 소려 열처리시 충분한 소입성 확보가 어렵다. 크롬 자체의 소입성 향상은 미미하지만 보론과 함께 넣어줄 경우 그 효과가 매우 증가하는 것으로 알려져 있다. 0.9%를 초과하는 경우 강재 내에 필름형태의 탄화물을 생성하기 때문이다. 이러한 필름형태의 탄화물은 오스테나이트 입계에 존재하게 되면 수소지연파괴 저항성을 저하시키는 것으로 알려져 있다. The content of chromium is preferably 0.70-0.90%. If the content is less than 0.7%, it is difficult to secure sufficient hardenability during hardening and heat treatment. Although the quenchability of chromium itself is minimal, its effect is greatly increased when it is added with boron. If it exceeds 0.9%, the film forms carbide in the steel. Such film-form carbides are known to reduce hydrogen delayed fracture resistance when present in the austenite grain boundary.

보론 : 0.001~0.004%Boron: 0.001 ~ 0.004%

보론은 본 발명에서 소입성 및 지연파괴 저항성 개선을 위한 입계 강화원소로 보론의 함량을 0.001%-0.004%로 한정한다. 그 함량이 0.001% 미만에서는 열처리 시 보론원자들이 입계편석에 따른 입계 강도 개선효과나 소입성 개선효과가 미흡하며, 0.004%를 초과하면 효과가 포화되고 입계에 보론 질화물이 석출하여 입계강도가 저하되기 때문이다.Boron is a grain boundary strengthening element for improving hardenability and delayed fracture resistance in the present invention to limit the content of boron to 0.001% -0.004%. If the content is less than 0.001%, boron atoms have insufficient effect of improving grain strength or hardenability due to grain boundary segregation, and if it exceeds 0.004%, the effect is saturated and boron nitride precipitates at grain boundary, resulting in lower grain strength. Because.

티타늄 : 0.01~0.1%Titanium: 0.01 ~ 0.1%

티타늄의 함량은 0.01-0.1%로 한정한다. 그 함량이 0.01% 미만에서는 부식저항성에 대한 개선효과가 미흡하고 보론의 소입성 향상을 위해 보론 질화물의 생성을 막는 티타늄 질화물 생성이 어려우며, 0.1%를 초과하면 효과가 포화되고 조대한 티타늄계 질화물이 형성하여 피로특성에 유해하기 때문이다.The content of titanium is limited to 0.01-0.1%. If the content is less than 0.01%, the effect of improving the corrosion resistance is insufficient, and it is difficult to form titanium nitride which prevents the formation of boron nitride to improve the hardenability of boron. If the content exceeds 0.1%, the effect is saturated and coarse titanium nitride is formed. This is because it is harmful to fatigue characteristics by forming.

이하, 본 발명의 보론강 선재를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 상기한 강 조성을 갖는 빌릿을 Ae3+150℃~Ae3+250℃의 온도영역에서 30분 이상 가열한 후, 1~3℃/S의 냉각속도로 Ar3+50℃ ~ Ar3+100℃의 온도영역까지 냉각한 다음, 선재압연하고, 압연된 선재를 0.1~1℃/S의 냉각속도로 냉각한다.
본 발명에 따라 보론강 선재를 제조하기 위해서는 상기 빌릿을 Ae3+150℃~ Ae3+250℃의 온도영역에서 30분이상 가열하여야 한다.Hereinafter, the method of manufacturing the boron steel wire rod of the present invention will be described in detail.
In the present invention, the billet having the above-described steel composition is heated in the temperature range of Ae3 + 150 ° C to Ae3 + 250 ° C for at least 30 minutes, and then Ar3 + 50 ° C to Ar3 + 100 ° C at a cooling rate of 1 to 3 ° C / S. After cooling to the temperature range, the wire is rolled and the rolled wire is cooled at a cooling rate of 0.1 ~ 1 ℃ / S.
In order to manufacture the boron steel wire according to the present invention, the billet should be heated for at least 30 minutes in a temperature range of Ae 3 + 150 ° C to Ae 3 + 250 ° C.

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상기 빌릿 가열온도는 오스테나이트 단상으로서 오스테나이트 결정립이 조대화되지 않는 범위이며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물의 효과적인 용해가 가능한 온도이다.
상기 빌릿 가열온도가 Ae3+250℃를 초과하는 경우 오스테나이트 결정립이 매우 조대하게 되어 냉각 후의 페라이트 분율이 매우 적어지므로 연질 선재를 획득할 수 없으며, Ae3+150℃미만인 경우 가열에 의한 효과를 얻을 수 없는바, 상기 빌릿 가열온도는 Ae3+150℃~ Ae3+250℃로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 빌릿가열 시간이 30분 미만이면 전체 온도가 균일하게 될 수 없는 문제가 있는바, 상기 빌릿은 30분 이상 가열함이 바람직하다.The billet heating temperature is a range in which austenite crystal grains are not coarsened as an austenite single phase, and a temperature at which the segregation, carbides, and inclusions remaining can be effectively dissolved.
The billet is austenite grains are very bulky if the heating temperature is higher than the Ae 3 + 250 ℃ can not obtain the soft wire material becomes very small ferrite fraction after cooling, the effect of the heating is less than Ae 3 + 150 ℃ bar, the billet heating temperature can not be obtained it is preferably set to the Ae 3 + 150 ℃ ~ Ae 3 + 250 ℃.
If the billet heating time is less than 30 minutes there is a problem that the entire temperature can not be uniform, the billet is preferably heated for 30 minutes or more.

다음에, 상기와 같이 가열된 빌릿을 1~3℃/S의 냉각속도로 Ar3+50℃~Ar3+100℃의 온도영역까지 냉각한 후, 이 온도영역에서 빌릿을 선재압연한다.Next, the billet heated as described above is cooled to a temperature range of Ar 3 + 50 ° C to Ar 3 + 100 ° C at a cooling rate of 1 to 3 ° C / S, and then the billet is rolled in this temperature range.

상기 빌릿의 냉각속도는 기 생성된 페라이트의 결정립을 조대화 및 안정화시키는 역할을 하며, 페라이트 변태 후 생성되는 펄라이트를 조대화 시키는 역할을 한다. 상기 냉각속도가 3℃/S를 초과하면 압연 전에 펄라이트와 페라이트 조직이 동시에 나타난 후 압연되기 때문에 경도가 높아지는 문제가 있으며, 1℃/S미만일 경우에도 마찬가지로 경도가 높아지는 문제점이 발생한다.
상기 선재압연온도가 Ar3+100℃를 초과하는 경우, 페라이트의 분율이 적고 결정립도도 커지므로 경도 값이 높아지는 문제점이 있다.
또한, 상기 선재압연온도가 Ar3+50℃미만인 경우 페라이트 분율은 높으나 페라이트 결정립도가 상당히 작아져서 경도 값이 증가되어 연질의 선재를 얻을 수 없다. The cooling rate of the billet serves to coarse and stabilize the crystal grains of the pre-produced ferrite, and to coarse the pearlite generated after the ferrite transformation. If the cooling rate exceeds 3 ° C / S, there is a problem that the hardness is increased because the pearlite and the ferrite structure appears at the same time before rolling, and even if less than 1 ° C / S, there arises a problem of increasing the hardness.
When the wire rolling temperature exceeds Ar 3 + 100 ° C., there is a problem in that the hardness value is increased because the fraction of ferrite is small and the grain size is also increased.
In addition, when the wire rolling temperature is less than Ar 3 +50 ℃ ferrite fraction is high, but the ferrite grain size is significantly reduced, the hardness value is increased to obtain a soft wire.

다음에, 상기와 같이 압연된 선재를 0.1~1℃/S의 냉각속도로 냉각한다.Next, the wire rod rolled as described above is cooled at a cooling rate of 0.1 to 1 ° C / S.

상기 선재의 냉각속도는 다량의 페라이트를 유지하면서 얻어진 결정립을 더 크게 할 수 있는 속도로, 선재의 냉각속도가 0.1℃/S미만이면 평형상태로 되돌아가므로 페라이트 분율이 감소되는 문제점이 있으며, 1℃/S를 초과하게 되면 상기 결정립이 더욱 크게 되는 효과를 얻을 수 없는 바, 상기 선재의 냉각속도는 0.1~1℃/S로 설정함이 바람직하다. The cooling rate of the wire rod is a speed that can increase the crystal grains obtained while maintaining a large amount of ferrite, and if the cooling rate of the wire rod is less than 0.1 ℃ / S, there is a problem in that the ferrite fraction is reduced, 1 When the temperature exceeds C / S, it is not possible to obtain an effect in which the crystal grains become larger. Therefore, the cooling rate of the wire rod is preferably set to 0.1 to 1 C / S.

상기 공정에 의해 미세조직이 면적분율 57%이상이 25㎛이상의 페라이트인 조직을 얻을 수 있어 평형 페라이트 상분율에 매우 근접한 157Hv이하의 연질 미세조직을 획득할 수 있다. 그에 따라 열처리 없이도 냉간 압조성이 우수하고, 부가적으로 냉간 가공시의 금형의 수명이 연장되는 효과도 있다.By the above process, the microstructure can obtain a structure having an area fraction of 57% or more ferrite of 25 µm or more, thereby obtaining a soft microstructure of 157 Hv or less that is very close to the equilibrium ferrite phase fraction. Thereby, it is excellent in cold rolling property without heat processing, and also has the effect of prolonging the lifetime of the metal mold | die at the time of cold working.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명의 범위가 이러한 실시예의 기재범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, which are only preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the description of these embodiments.

(실시예)(Example)

하기 표 1과 같은 성분조성을 갖는 강재를 이용하여 실험을 행하였으며, 이는 본 발명의 성분 범위를 만족하는 것이다. 준비된 강재를 시료로 하여 50kg, 잉고트 주조 후 1200℃에서 48시간 균질화 열처리하여 두께 13mm로 열간압연 하였다. 이때 마무리 온도는 950℃ 이상으로 하여 열간압연 후 공냉 하였으며, 압연 비는 80% 이상으로 하였다. 비교 조건은 현재 시판되고 있는 동일한 합금성분의 냉간압조용 보론강 선재를 이용하여 비교하였다. 이는 열간 압연 후 약 비커스 경도 170Hv의 값을 가지는 조건이다. 통상 이를 구상화 열처리를 통하여 150~160 Hv로 연질화를 수행한 후에 냉간 가공을 부여하는 것이 통상적인 방법이다.The experiment was performed using a steel material having a composition as shown in Table 1, which satisfies the component range of the present invention. Using the prepared steel as a sample, 50kg, ingot casting, homogenizing heat treatment at 1200 ℃ for 48 hours and hot rolling to a thickness of 13mm. At this time, the finishing temperature was 950 ℃ or more and hot-rolled after hot rolling, the rolling ratio was 80% or more. Comparison conditions were compared using cold-rolled boron steel wire of the same alloy component currently available on the market. This is a condition having a value of about Vickers hardness 170 Hv after hot rolling. Usually, after soft nitriding at 150 to 160 Hv through spheroidizing heat treatment, it is a common method to give cold working.

Figure 112006095755652-pat00001
Figure 112006095755652-pat00001

표 2에의 비교예 1은 기존 압연 및 냉각에 의해 제조된 선재로써 1000℃ 가열 후 제어 냉각 없이 자유 냉각에 의하여 통상 오스테나이트 단상 영역에서 압연이 실시되고 초당 1℃ 이상의 냉각속도에서 냉각된 선재의 비커스 경도 값이다. 비교예 2~7은 본 발명의 압연온도 범위를 벗어난 실시예이다. 발명예 1~3은 본 발명의 제조방법에 따라 1000℃에서 30분 이상 가열 후 1~3℃/S의 냉각속도로 냉각하고, Ar3+50℃에서 Ar3+100℃까지의 온도 범위 내에서 압연하며, 0.1 ~1℃/S의 냉각속도로 냉각한 선재의 물성값을 나타내고 있다.Comparative Example 1 in Table 2 is a wire rod manufactured by conventional rolling and cooling. Vickers of wire rods which are usually rolled in an austenite single phase region by free cooling without controlled cooling after heating to 1000 ° C. and cooled at a cooling rate of 1 ° C. or more per second. Hardness value. Comparative Examples 2-7 are Examples outside the rolling temperature range of this invention. Inventive Examples 1 to 3 were cooled at a cooling rate of 1 to 3 ° C./S after heating at 1000 ° C. for 30 minutes or more according to the manufacturing method of the present invention, and rolled in a temperature range of Ar 3 + 50 ° C. to Ar 3 + 100 ° C. The values of the properties of the wire rods cooled at a cooling rate of 0.1 to 1 ° C / S are shown.

비교예 1~7의 경우 페라이트 면적분율이 낮고 그 크기도 작게 관찰되었으며, 경도도 높게 측정되었다. 그러나 본 발명의 제조방법에 따른 발명예 1~3의 경우 미세조직이 체적분율로 57%이상이 25㎛이상의 페라이트로 되어 157Hv이하의 경도를 갖으므로 구상화 열처리가 필요없는 정도의 연질 미세조직을 얻을 수 있었다. 따라서 구상화 열처리가 없이도 우수한 냉간압조성을 획득할 수 있었다.In Comparative Examples 1 to 7, the ferrite area fraction was low and its size was also observed to be small, and the hardness was also measured to be high. However, in Examples 1 to 3 according to the manufacturing method of the present invention, since the microstructure has a volume fraction of 57% or more to 25 µm or more ferrite, and has a hardness of 157 Hv or less, a soft microstructure of a degree that does not require spheroidization heat treatment is obtained. Could. Therefore, excellent cold pressure composition could be obtained without spheroidizing heat treatment.

Figure 112006095755652-pat00002
Figure 112006095755652-pat00002

상술한 바와 같이, 본 발명은 연질의 미세조직을 보유함으로써 복잡한 형상에 적용되는 보론강 선재의 냉간 압조성을 향상시킴과 동시에 구상화 열처리를 생략할 수 있는 유용한 효과가 있다.As described above, the present invention has a useful effect of improving the cold rolling of the boron steel wire applied to a complicated shape by having a soft microstructure, and at the same time omitting the spheroidization heat treatment.

Claims (2)

삭제delete 중량%로 탄소 0.17-0.22%, 실리콘 0.15-0.35%, 망간 0.70-0.90%, 크롬 0.70-0.90%, 인 0.035%이하, 황 0.040%이하, 산소 0.005% 이하, 보론 0.001-0.004%, 티타늄 0.01-0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되는 빌릿을 Ae3+150℃ ~ Ae3+250℃의 온도영역에서 30분 이상 가열하는 단계;By weight% carbon 0.17-0.22%, silicon 0.15-0.35%, manganese 0.70-0.90%, chromium 0.70-0.90%, phosphorus 0.035% or less, sulfur 0.040% or less, oxygen 0.005% or less, boron 0.001-0.004%, titanium 0.01 Heating at least 30 minutes in a temperature range of Ae 3 + 150 ° C. to Ae 3 + 250 ° C., wherein the billet comprises −0.1% and is composed of the remaining Fe and other impurities; 상기 가열된 빌릿을 1~3℃/S의 냉각속도로 Ar3+50℃ ~ Ar3+100℃의 온도영역까지 냉각한 후, 이 온도영역에서 상기 빌릿을 선재압연하는 단계; 및 Cooling the heated billet to a temperature range of Ar3 + 50 ° C to Ar3 + 100 ° C at a cooling rate of 1 to 3 ° C / S, and then rolling the billet in this temperature range; And 상기 압연된 선재를 0.1~1℃/S의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하여 이루어지는 냉간압조특성이 우수한 연질 보론강 선재의 제조방법Method for producing a soft boron steel wire rod having excellent cold rolling characteristics comprising the step of cooling the rolled wire at a cooling rate of 0.1 ~ 1 ℃ / S
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091511B1 (en) 2008-11-04 2011-12-08 주식회사 포스코 Non heat-treated steel wire rod having high strength and excellecnt toughness and ductility
WO2012067473A3 (en) * 2010-11-19 2012-09-20 주식회사 포스코 High-toughness cold-drawn non-heat-treated wire rod, and method for manufacturing same
KR101552837B1 (en) 2013-11-19 2015-09-14 주식회사 포스코 Manufacturing method of boron steel wire
KR101568494B1 (en) 2013-12-18 2015-11-11 주식회사 포스코 Medium carbon soft wire rod and method for manufaturing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930010205A (en) * 1991-11-30 1993-06-22 김연수 Boron-treated steel for carburizing gear manufacturing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930010205A (en) * 1991-11-30 1993-06-22 김연수 Boron-treated steel for carburizing gear manufacturing

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091511B1 (en) 2008-11-04 2011-12-08 주식회사 포스코 Non heat-treated steel wire rod having high strength and excellecnt toughness and ductility
WO2012067473A3 (en) * 2010-11-19 2012-09-20 주식회사 포스코 High-toughness cold-drawn non-heat-treated wire rod, and method for manufacturing same
KR101262462B1 (en) 2010-11-19 2013-05-08 주식회사 포스코 Non heat treatment cold drawn wire rod having excellent impact property and method for manufacturing the same
US9394580B2 (en) 2010-11-19 2016-07-19 Posco High-toughness cold-drawn non-heat-treated wire rod, and method for manufacturing same
KR101552837B1 (en) 2013-11-19 2015-09-14 주식회사 포스코 Manufacturing method of boron steel wire
KR101568494B1 (en) 2013-12-18 2015-11-11 주식회사 포스코 Medium carbon soft wire rod and method for manufaturing the same

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