KR100874722B1 - 타이어 보강재용 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 탄소와 크롬을 각각 0.80∼2.0wt% 및 0.15∼0.50wt% 함유한 인장강도 3500MPa 이상의 소선 다수로 연선된 타이어 보강재용 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 스틸 코드는, 시차주사열분석의 80∼120℃ 구간에서 나타나는 피크의 면적이 5.00㎶/mg·℃ 이하인 특징이 있으며, 최종 습식 신선을, 변형량에 따라 세 단계로 구분하고, 각 단계별 신선 시 다이스 감면 각도와 다이스 감면비 사이의 관계식인 델타 파라메타를 변화시킴에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 스틸 코드는, 소선들의 신선이나 연선 시 디라미네이션 현상이 방지 또는 최소화되어 생산성이 현저히 향상되며, 3500MPa 이상의 소선들로 연선되는 초고강도 스틸 코드의 상업적 생산이 가능한 장점이 있다.

스틸 코드, 소선, 델타 파라메타, 변형량, 시차주사열분석, 파텐팅

Description

타이어 보강재용 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법{Ultra high tensile steel cord for tire}

도 1은 소선들의 시차주사열분석 그래프.

도 2는 본 발명 실시예 1 소선을 보인 것으로,

(가)는 황동 도금 후의 조직 사진이고,

(나)는 최종 습식 신선 후의 조직 사진이다.

도 3은 본 발명 실시예 1에 대한 비교예 1 소선을 보인 것으로,

(가)는 황동 도금 후의 조직 사진이고,

(나)는 최종 습식 신선 후의 조직 사진이다.

도 4는 본 발명 실시예 1에 대한 비교예 2 소선을 보인 것으로,

(가)는 황동 도금 후의 조직 사진이고,

(나)는 최종 습식 신선 후의 조직 사진이다.

본 발명은, 탄소와 크롬을 각각 0.80∼2.0wt% 및 0.15∼0.50wt% 함유하고, 인장강도가 3500MPa 이상이며, 연선 작업 시 디라미네이션(delamination) 현상이 없는 소선들로 이루어진 타이어 보강재용 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무제품의 보강재용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중에서 스틸 코드는 강도, 모듈러스, 내열성, 열전달율, 내피로성, 접착성 등이 타 보강재와 대비시 타이어 보강재의 요구 특성에 가장 적합한 소재로서 특히, 자동차의 증가와 함께 그 사용량 또한 급속히 신장되고 있다.

자동차 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무 제품의 보강재용으로 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 스틸 코드는 여러 가닥의 가는 강선 즉, 다수의 소선들이 꼬임 구조를 형성하는 소선들의 집합체로서, 상기 소선들은 보통 원형의 단면 형상을 하며, 적어도 한 본 이상의 소선을 심선으로 하여 그 외주면에 다수의 소선들이 적어도 한 층 이상 연선된 즉, 꼬여진 구조이다.

즉, 스틸 코드는, 소재인 와이어 로드의 표면 스케일을 제거하기 위한 산세 처리를 실시한 후 1차 건식 신선, 1차 열처리, 2차 건식 신선, 2차 열처리, 황동도금, 습식 신선 등의 순차적 공정에 의해 소선을 제조하고, 이 소선 다수를 일정한 피치로 꼬는 방식으로 제조되며, 일부 공정들은 스틸 코드의 종류나 작업 여건에 따라 가감될 수도 있다.

이때, 상기 열처리는, 강재를 오스테나이트 구역으로 가열한 상태에서 550℃ 내외의 온도로 유지되고 있는 납 용탕에 침적시켜 항온 변태를 유도한 후 공랭함으로써 매우 조밀한 퍼라이트(perlite) 또는 소르바이트(sorbite) 조직을 얻는 파텐팅(patenting) 열처리가 이용된다.

상기와 같은 스틸 코드를 구상하는 소선의 인장강도는 최소 2700MPa 정도 되어야 하며, 초고강도 스틸 코드의 경우에는 소선이 3500MPa 이상의 인장강도를 가져야 하는 바, 소선의 인장강도를 증가시킬수록 스틸 코드와 이 스틸 코드가 매입되는 타이어를 더욱 경량화할 수 있으며, 최종적으로는 자동차의 연비를 개선할 수 있게 된다.

그러나, 스틸 코드의 고강도화 못지 않게 중요한 것은, 신선 가공 시 및 고속의 연선 작업 시 소선의 단선 현상이 발생되지 않아야 한다는 점으로서, 특히, 초고강도 스틸 코드의 경우 소선이 3500MPa 수준의 인장강도를 갖도록 하기 위하여 0.80wt% 이상의 탄소를 함유한 고탄소강에, 가공경화 강화 원소인 크롬이 0.2wt% 정도 첨가된 강재를 소재로 사용하고 있다.

상기 초고강도 스틸 코드는, 우수한 강도 뿐 아니라, 내열성, 열전단율, 내피로특성 및 고무 접착성 등의 제반 특성들이 우수하여 그 사용량이 날로 증가하고 있으나, 초고강도 스틸 코드는 크롬과 같은 합금 원소가 첨가된 고탄소강을 소재로 사용하는 바, 신선 과정에서 과도한 변형량이 부여되는 경우, 연선 과정에서의 비 틀림 응력에 의해 소선이 갈라지는 디라미네이션 현상이 발생하게 되는 문제가 있다.

상기와 같이 초고강도 스틸 코드의 제조를 가로막는 디라미네이션 현상이란, 신선에 의해 가공 변형을 받은 소선이 선의 횡방향 응력(비틀림)을 받으면 길이 방향을 따라 표면 크랙이 발생하게 되고, 이 표면 크랙이 순간적으로 전파되어 신선 중인 선재나 연선 중인 소선에 발생하게 되는 나선형의 파단 불량으로서, 주로, 고탄소강 또는 고합금강이 가혹한 조건으로 가공되거나, 가공 시 발생하는 열에 의해 온도가 과다하게 상승하는 경우 발생하는 것으로 알려져 있다.

그리고, 종래에는, 선재의 강도가 증가함에 따라 가공 시 세멘타이트(cementite) 등의 경한 상 부근에 균열이 발생되면서 소선의 연성이 감소하는 것으로 상기 디라미네이션이 설명되기도 하였는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 선재에 대한 총감면율을 더 이상 증가시키지 않으면서 강도를 증가시키기 위하여 합금 원소를 첨가하였다.

또한, 다이스 설계 및 윤활제를 적합하게 사용하여 표면 마찰에 의한 선재 표면의 온도 상승을 억제하는 동시에, 다이스의 표면 거칠기를 최소화하여 선재의 표면 조도를 낮추는 방법으로 디라미네이션 현상을 감소시키고자 하였다.

그러나, 디라미네이션 현상을 방지하거나 감소시키고자 하는 상기의 종래 방법들은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 합금 원소를 첨가하여 강도를 증가시키는 경우, 합금 원소의 첨가에 따라 디라미네이션이 발생하는 감면율 한계도 떨어지면서 합금 원소 첨가에 따른 강도 증가 효과가 상쇄된다.

둘째, 다이스 감면율 및 윤활제를 적정하게 사용하는 경우, 슬립형 신선기에서는 표면 마찰에 의한 선재의 표면 손상 방지를 위하여 조절할 수 있는 다이스 감면율에 한계가 있으며, 다이스 각도를 낮추어 내부 변형을 균일하게 하는 방법은 윤활제 진입을 곤란하게 하여 선재와 다이스 사이의 마찰을 증가시키게 되어 한계가 있다.

셋째, 윤활제의 적정화 및 선재의 표면 조도 하향의 경우, 미세한 효과는 있으나, 디라미네이션 현상의 근본적인 해결 방안은 될 수 없다.

본 발명은, 제조 과정에서 디라미네이션 현상이 빈번히 발생하게 되는 종래의 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법이 가지고 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 합금 원소를 첨가할 뿐만 아니라 최종 신선 가공량을 증가시켜도 디라미네이션 현상의 발생이 없는 인장강도 3500MPa 이상의 소선 다수가 연선된 초고강도 스틸 코드와 그 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 선재의 신선 시 변형량에 따라 다이스 감면 각도와 다이스 감면비를 차등 적용함으로써 달성된다.

본 발명의 타이어 보강재용 초고강도 스틸 코드를 구성하는 소선은, 0.80∼2.0wt%의 탄소를 함유한 고탄소강에, 0.15∼0.50wt%의 크롬이 함유된 조성을 가지며, 시차주사열분석기(DSC)로 분석 시 80∼120℃ 구간에서 발생하는 피크의 면적이 5.00㎶/mg·℃ 이하가 되도록 최종 신선 조건을 제어함에 기술적 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명의 스틸 코드를 구성하는 소선은, 최종 신선 전 파텐팅 열처리 조건에 대한 제어에 의해, 최종 신선되기 전 선재 조직 내 세멘타이트의 크기와 펄라이트의 층간 간격이 조절되며, 열처리 후 최종 신선 가공 조건이 제어됨으로써, 최종 신선 과정이나, 최종 신선 후의 연선 단계에서 디라미내이션 현상이 발생하지 않게 된다.

이때, 열처리에 의해 세멘타이트의 크기와 펄라이트의 층간 간격이 적절히 조절되지 못한 경우, 최종 신선된 소선을 시차주사열분석 시 80∼120℃ 구간에서 발생하는 피크의 면적이 상기 5.00㎶/mg·℃ 을 초과하게 되고, 이러한 경우에는 최종 신선 중인 선재나 연선 과정에서의 소선에서 디라미내이션이 발생하기 쉽다.

그리고, 본 발명의 스틸 코드를 구성하는 소선에 함유된 탄소와 크롬의 함량 비율을 상기의 범위로 한정한 이유는, 기본적으로, 소선의 인장강도가 3500MPa 이상 되도록 하기 위한 것으로, 탄소의 함량이 0.80wt%에 미치지 못하면 인장강도가 부족하게 되기 쉬우며, 2.0wt%를 초과하면 선재가 지나치게 경하여 신선 또는 연선 시 단선 빈도가 현저히 증가하게 될 뿐 아니라, 과잉의 탄화물 형성에 의해 단선 발생율을 높이게 되는데, 더욱 바람직한 함량 범위는 0.9∼1.3wt% 이다.

또한, 크롬은, 대표적인 가공경화 강화 원소로서, 그 함량이 0.15wt% 미만인 경우에는 탄소 함량이 부족한 경우와 같이 인장강도가 부족하게 되고, 0.40wt%를 초과하는 경우에는 기지 내에 석출된 과잉의 고경도 크롬 탄화물이 열처리 시 확산에 의해서도 기지 내로 고용되지 못하면서 신선이나 연선 시 단선을 초래하게 되는데, 더욱 바람직한 함량 범위는 0.20∼0.30wt% 이다.

상기와 같은 조성을 갖는 본 발명의 스틸 코드를 구성하는 소선은 크게 탄소강으로서, 탄소와 크롬 외의 성분들은 일반적인 탄소강의 성분 범위를 따른다.

그리고, 최종 신선된 소선에 대한 시차주사열분석 시 80∼120℃ 구간에서 발생하는 피크의 면적을 5.00㎶/mg·℃ 이하로 한정한 것은, 열처리 직후의 선재를 분석하지 않고도 최종 신선까지 완료된 소선을 대상으로 디라미내이션 발생 정도를 간단히 파악할 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 파텐팅 열처리를 실시한 선재는 미세 펄라이트 조직을 갖게 되는데, 펄라이트를 구성하는 세멘타이트의 두께와 펄라이트의 층간 간격에 따라 열처리 후 실시되는 최종 신선이나 연선 중 디라미내이션이 발생하거나 발생하지 않게 되는 바, 디라미내이션 현상이 발생되지 않도록 하기 위해서는 최종 신선 전 파텐팅 열처리 조건을 조절하여 선재의 펄라이트 조직을 이루는 세멘타이트 두께가 40∼60nm, 펄라이트의 층간 간격이 70∼100nm 범위 내에 있도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 경우, 최종 신선 조건을 결합함으로써, 최종 신선된 소선을 시차주사열분석 시 피크의 면적이 5.00㎶/mg·℃ 이하로 나타나게 된다.

이때, 열처리가 실시된 선재의 세멘타이트 두께와 펄라이트의 층간 간격이 각각 40nm 및 70nm에 미치지 못하면, 이하에서 설명될 신선 중 세멘타이트에서 탄소가 분해되면서 구형 세멘타이트가 형성되어 신선성과 연선성이 저하되며, 세멘타 이트 두께와 펄라이트의 층간 간격이 각각 60nm 및 100nm를 초과하는 경우에는 크기가 커진 세멘타이트의 취성에 의해 역시 신선성과 연선성이 떨어지게 된다.

특히, 소선 조직 내에 구형 세멘타이트가 존재하게 되면 세멘타이트와 페라이트 사이의 계면 에너지가 증가하게 되고, 이 경계부에 공공, 보이드 등의 결함이 생기게 되는데, 이러한 내부 결함에 의해 응력의 집중 현상이 초래됨으로써 최대 응력 전에 균열이 전파되는 것을 억제하지 못하게 되면서 디라미네이션 현상을 초래하게 된다.

즉, 선재를 가혹한 조건으로 신선 가공하게 되는 경우, 신선 중 선재 조직 내에 생성되는 구형 세멘타이트가 디라미네이션 발생에 대한 주요 인자로 작용하게 된다.

그리고, 적절한 펄라이트 층간 간격은, 신선된 소선의 동적 시효가 발생하는 온도에서 탄소 분해 거동을 시차주사열분석기로 분석하여 파악할 수 있는데, 시차주사열분석 시 80∼120℃ 구간에서 나타나는 피크는, 탄소의 재분해 즉, 세멘타이트 내에 침입형으로 존재하는 탄소가 페라이트 영역으로 전이됨으로써 발생하게 되는 동적 시효와 연관이 있으며, 이 피크의 면적이 크면 세멘타이트의 재분해가 활발히 일어나는 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 피크의 면적이 5.00㎶/mg·℃ 이하인 펄라이트 조직에서는 세멘타이트의 재분해가 어렵기 때문에 디라미네이션 현상이 일어나지 않게 되는 바, 단선 발생 없이 초고강도 소선을 제조할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 펄라이트 조직을 얻기 위해서는 최종 신선 전의 파텐팅 뿐만 아니라, 이 파텐팅에 의해 얻어진 조직을 변형시키게 되는 최종 습식 신선 조건의 제어가 중요한 바, 이를 위하여 "델타 파라메타"가 활용된다.

상기 델타 파라멘타는, 다이스 감면 각도와 다이스 감면비 사이의 관계식으로 정의되는 파라메타로써, 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.

여기서, "Δ"는 델타 파라메타, "α"는 라디안(radian)으로의 다이스 반각,

"γ"는 다이스 감면율.

상기 수학식 1로 표현되는 델타 파라메타를 변형량 범위에 따라 변화되도록 다이스 반각과 다이스 감면율을 조절하게 되는 바, 변형량이 0.75 미만인 경우에는 델타 파라메타를 3.0 에서 1.5 로 감소시키며, 변형량이 0.75∼2.25 인 경우에는 델타 파라메타를 1.5 로 유지하고, 변형량이 2.25 를 초과하는 경우에는 델타 파라메타를 1.6에서 3.0 으로 점차 증가시키게 된다.

그리고, 상기와 같이 델타 파라메타가 조절되도록 최종 신선을 실시함으로써, 신선 시 소성 가공에 의해 수반되는 메탈 플로우(metal flow)가 균일하게 이루어지도록 하는 동시에, 신선 중인 선재의 표면 온도를 180℃ 이하로 관리할 수 있게 되는데, 최종 신선 시 선재의 표면 온도가 180℃를 초과하게 되면, 신선 중 세멘타이트의 분해가 촉진된다.

즉, 일반적으로 최종 습식 신선은 10패스 이상으로 이루어지는데, 예를 들어, 10패스의 신선 가공을 한다고 가정하면, 1∼3패스를 첫번째 단계, 4∼7패스를 두번째 단계, 8∼10패스를 세번째 단계로 구분하고, 첫번째 단계의 각 패스별 변형량은 0.75 미만으로, 두번째 단계의 각 패스별 변형량은 0.75∼2.25 사이로, 세번째 단계의 각 패스별 변형량은 2.25 를 초과하도록 신선 패스 스케줄을 결정한다.

그리고, 첫번째 단계에서는 패스가 진행함에 따라 첫 패스의 델타 파라메타를 3.0 으로 한 후 매 패스별로 델타 파라메타를 축소하여 첫번째 단계의 마지막 패스에서 1.5 까지 감소되도록 하고, 두번째 단계에서는 첫 패스에서 마지막 패스까지 각 패스별 델타 파라메타를 1.5 로 유지되도록 하며, 세번째 단계에서는 패스가 진행함에 따라 각 패스별 델타 파라메타를 1.6 에서 3.0 으로 증가시키도록 한다.

이때, 상기 변형량은 다음의 수학식 2와 같다.

여기서, ε은 변형량, D₁은 다이스 인입 선경, D₂는 다이스 인출 선경.

상기와 같은 방법으로 최종 습식 신선 가공을 실시하게 되면, 변형량이 0.75 이하인 첫번째 단계에서는 신선 방향을 따라 불규칙하게 존재하는 콜로니들이 [001] 방향으로 회전하면서 펄라이트가 재배열되는 바, 첫번째 단계에서의 각 패스별 델타 파라메타를 점차적으로 낮춤으로써 펄라이트의 재배열을 촉진할 수 있게 된다.

그리고, 중간 변형량인 0.76∼2.25 구간에서는 신선축과 평행한 콜로니의 세멘타이트가 소성 변형에 의해 얇아지게 되는 동시에, 펄라이트의 층간 간격 또한 좁아지게 되고, 신선 방향과 수직한 콜로니 역시 소성 변형에 의해 얇은 세멘타이트와 미세한 펄라이트로 변화하게 되는 바, 각 패스별 델타 파라메타를 1.5 수준으로 유지함으로써 선재의 내부까지 소성 변형이 균일하게 이루어지도록 할 수 있게 된다.

또한, 변형량이 2.25를 초과하는 구간에서는 수직한 콜로니도 모두 [001] 방향으로 재배열되면서 변형이 완료되는 바, 각 패스별 델타 파라메타를 높여 기계 감면율과의 차이를 최소화함으로써 신선콘과 선재의 마찰에 의해 발생할 수 있는 선재의 표면 손상을 최소화하면서 열에 의해 선재의 취성이 증가하게 되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같은 본 발명 스틸 코드의 특성에 대하여 다음의 실시예를 통하여 살펴보기로 한다.

실시예

탄소 1.02wt%, 크롬 0.20wt%를 함유한 직경 5.5mm의 와이어 로드를 산세한 다음 직경 3.05mm 로 1차 신선한 후 페이턴팅 열처리를 실시한 상태에서 직경 1.47mm 로 2차 신선하였다.

온도가 서로 다른 납용탕을 사용하여 2차 신선된 선재에 각각 페이턴팅 열처리 및 황동도금 후 각 조직 내의 세멘타이트 두께와 펄라이트 층간 간격 및 최종 습식 신선 후 세멘타이트 두께와 펄라이트 층간 간격을 각각 측정하였는 바, 그 결과는 다음과 같으며, 각각의 조직 사진을 도 2 내지 4에 나타내었다.(페이턴팅 열처리 조직은 황동도금에 의해 거의 변화되지 않는다.)

구분	열처리 후		습식 신선 후
	세멘타이트 두께(nm)	펄라이트 층간 간격(nm)	세멘타이트 두께(nm)	펄라이트 층간 간격(nm)
실시예 1	47.1	73.4	3.73	22.9
비교예 1	33.9	56.9	3.25	20.9
비교예 2	37.5	65.6	4.23	41.5

상기 표 1의 실시예 1 선재만이 열처리 후의 세멘타이트 두께와 펄라이트 층간 간격이 기준에 부합되고 있다.

그리고, 상기의 실시예 1의 선재와 비교예 1, 2의 선재를 황동 도금 후 각각을 직경 0.18mm까지 최종 습식 신선하였는 바, 최종 습식 신선에 의해 세멘타이트의 두께와 펄라이트 층간 간격이 작아졌음을 상기 표 1로부터 확인할 수 있다.

이때, 상기 실시예 1과 비교예 1의 선재는, 전술한 최종 신선 방법과 같이, 구간별 델타 파라메타를 다르게 하여 신선하였다.

상기 비교예 2의 선재 중의 하나(이하 표 2의 "비교예 2" 소선)는, 상기 실시예 1과 비교예 1의 선재와 같이, 구간별 델타 파라메타를 다르게 하여 신선하였으며, 다른 하나(이하 표 2의 "비교예 3" 소선)는, 종래의 신선 방법과 같이, 구간별 감면량을 동일하게 하여 신선하였다.

상기와 같이 최종 신선한 각 소선에 대하여 기계적 특성을 조사하였으며, 실시예 1의 소선과 비교예 1, 2의 소선에 대하여 시차주사열분석을 실시하였는 바, 그 결과는 다음의 표 2 및 도 1과 같다.

구 분	단 위	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3
인 장 강 도	MPa	4,505	4,549	4,491	4,425
헌터 피로치	cycle	87,456	15,492	18,785	4,572
피 크 면 적	㎶/mg·℃	3.666	5.255	5.190	-
디라미네이션	-	없 음	있 음	있 음	있 음

* 상기 헌터(Hunter) 피로치는 피로 하중을 1550MPa 로 하여 실험한 결과임.

* 상기 피크면적은 시차주사열분석기로 분석 시 80∼120℃ 구간에서 나타나

는 피크의 면적임.

상기 표 1과 2를 살펴보면, 세멘타이트의 두께와 펄라이트 층간 간격의 기준에 부합된 실시예 1의 선재를 최종 신선한 경우에만 디라미내이션이 발생하지 않았으며, 실시예 1의 선재를 최종 신선한 소선만이 시차주사열분석 시의 피크 면적 기군에 부합되고, 피로 특성 역시 가장 우수한 것으로 나타났음을 알 수 있다.

상기 표 2의 각 소선을 3본씩 연선하여 스틸 코드를 제조하였는 바, 각 스틸 코드의 기계적 성질은 다음의 표 3과 같다.

구 분	단 위	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3
스틸 코드경	mm	0.37	0.37	0.37	-
코드 B/S	N	325	326	324	-
3롤 피로치	cycle	28,903	6,785	12,153	-
스티프니스	TSU	7	8	9	-
단 위 중 량	g/m	0.604	0.603	0.604	-
연선 단선율	회/톤	6	85	70	연선불가

* 상기 3롤 피로치는 피로 하중을 3.3kgf 로 하여 실험한 결과임.

상기의 표 3을 살펴보면, 본 발명의 실시예 1 소선으로 연선한 스틸 코드의 경우 비교에 1이나 비교예 2에 비하여 연선 시의 단선 발생율이 극히 적음을 알 수 있으며, 비교예 3 소선의 경우에는 연선이 불가하였다.

이때, 동일한 파텐팅이 실시된 상태에서 최종 연선 조건만이 다른 비교예 2, 3의 두 소선에서, 비교예 3 소선만이 연선 불가능한 이유는 신선 조건에 따른 것으로, 이는 최종 시선 시 구간별로 델타 파라메타를 다르게 적용하는 방법으로 신선하여야만 한다는 것을 의미한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 스틸 코드는, 이를 구성하는 소선들 이 최종 신선될 때 변형량 구간별로 델타 파라메타가 차등 적용되기 때문에 합금원소의 첨가나 가혹한 가공량에도 불구하고 신선이나 연선 시 디라미네이션 현상이 방지 또는 최소화됨으로써 기계적 특성이 우수할 뿐 아니라, 생산성이 높아 제조 원가 절감이 가능하며, 3500MPa 이상의 소선드로 연선된 초고강도 스틸 코드의 상업적 생산이 가능하기 때문에 향 후 타이어 경량화와 자동차의 연비 개선에 상당한 효과가 있을 것으로 기대된다.

Claims (2)

1. 다수의 소선을 연선한 타이어 보강재용 스틸 코드에 있어서,

   상기 소선은, 탄소 0.80∼2.0wt%와 크롬 0.15∼0.50wt%를 함유하는 인장강도 3500MPa 이상의 황동도금된 고탄소강이며, 시차주사열분석의 80∼120℃ 구간에서 나타나는 피크의 면적이 5.00㎶/mg·℃ 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 보강재용 스틸 코드.
2. 와이어 로드를 소재로 하여 산세, 1차 건식 신선, 1차 열처리, 2차 건식 신선, 2차 열처리, 황동도금, 최종 습식 신선 및 연선 등의 순차적 공정으로 이루어진 타이어 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 있어서,

   상기 최종 습식 신선은, 아래의 수학식 2로 표현되는 변형량이 0.75 미만인 첫번째 신선 단계와, 변형량이 0.75 이상에서 2.25 이하인 두번째 신선 단계 및 변형량이 2.25를 초과하는 세번째 신선 단계로 구분되며,

   상기 첫번째 신선 단계에서는 아래의 수학식 1로 표현되는 각 패스별 델타 파라메타를 3.0 에서 1.5 로 점차 감소시키고, 두번째 신선 단계에서는 각 패스별 델타 파라메타를 1.5 로 유지하며, 세번째 신선 단계에서는 각 패스별 델타 파라메타를 1.6에서 3.0 으로 점차 증가시킴을 특징으로 하는 타이어 보강재용 스틸 코드.

   수학식 1

   

   여기서, "Δ"는 델타 파라메타, "α"는 라디안(radian)으로의 다이스 반각,

   "γ"는 다이스 감면율.

   수학식 2

   

   여기서, ε은 변형량, D₁은 다이스 인입 선경, D₂는 다이스 인출 선경.

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