KR100940724B1 - Manufacturing method of high carbon steel wire rod for bearing steel, heat treatment method of high carbon steel bearing and high carbon steel bearing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고탄소 베어링강용 선재의 제조방법, 고탄소 베어링강의 열처리 방법 및 고탄소 베어링강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내마모성, 내피로특성 등이 우수한 고강도 고탄소 베어링강을 제조하기 위한 열처리 방법, 상기 열처리에 제공되는 고탄소 베어링강용 선재의 제조방법과 상기 열처리로부터 제조되는 고탄소 베어링강에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a wire rod for high carbon bearing steel, a heat treatment method for high carbon bearing steel, and a high carbon bearing steel, and more particularly, a heat treatment method for manufacturing high strength high carbon bearing steel having excellent wear resistance, fatigue resistance, and the like. The present invention relates to a method for producing a wire rod for high carbon bearing steel provided in the heat treatment and to a high carbon bearing steel produced from the heat treatment.

본 발명의 베어링 열처리 방법은, 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 베어링 형상 강부품을 담금질하는 단계; 상기 담금질된 부품을 1분 이상 유지하는 단계; 및 상기 유지된 부품에 대하여 100~150℃의 온도에서 10분 이상 분배처리 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Bearing heat treatment method of the present invention, the step of quenching the bearing-shaped steel parts comprising carbon: 0.95 ~ 1.05% by weight and silicon: 1.0 ~ 2.0% by weight; Maintaining the quenched component for at least 1 minute; And dispensing at least 10 minutes at a temperature of 100 to 150 ° C for the retained parts.

베어링, 인성, 피로특성, 열처리, 분배처리 Bearing, toughness, fatigue characteristics, heat treatment, distribution treatment

Description

베어링용 고탄소 강선재의 제조방법, 고탄소강 베어링의 열처리 방법 및 고탄소강 베어링{MANUFACTURING METHOD OF HIGH CARBON STEEL WIRE ROD FOR BEARING STEEL, HEAT TREATMENT METHOD OF HIGH CARBON STEEL BEARING AND HIGH CARBON STEEL BEARING}MANUFACTURING METHOD OF HIGH CARBON STEEL WIRE ROD FOR BEARING STEEL, HEAT TREATMENT METHOD OF HIGH CARBON STEEL BEARING AND HIGH CARBON STEEL BEARING}

본 발명은 고탄소 베어링강용 선재의 제조방법, 고탄소 베어링강의 열처리 방법 및 고탄소 베어링강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내마모성, 내피로특성 등이 우수한 고강도 고탄소 베어링강을 제조하기 위한 열처리 방법, 상기 열처리에 제공되는 고탄소 베어링강용 선재의 제조방법과 상기 열처리로부터 제조되는 고탄소 베어링강에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a wire rod for high carbon bearing steel, a heat treatment method for high carbon bearing steel, and a high carbon bearing steel, and more particularly, a heat treatment method for manufacturing high strength high carbon bearing steel having excellent wear resistance, fatigue resistance, and the like. The present invention relates to a method for producing a wire rod for high carbon bearing steel provided in the heat treatment and to a high carbon bearing steel produced from the heat treatment.

베어링이라 함은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소를 의미한다.Bearing means a mechanical element that serves to rotate the shaft while fixing the shaft of the rotating machine to a certain position and supporting the weight of the shaft and the load on the shaft.

회전하는 기계에서는 단위시간당 수많은 회전이 발생하게 되고, 그에 따라 회전하는 축을 지지하는 베어링에는 반복하중이 회전수에 비례하여 전달되게 된다. 이렇게 베어링에 반복하중이 전달되기 때문에 베어링은 반복하중에 따른 피로파괴에 대한 저항성이 높아야 하며, 내마모성이 우수할 필요가 있다. 상기와 같은 베어링을 제조하기 위해서는 그 소재가 되는 강의 조성을 적절히 제어하고, 이를 제강-연주-압연으로 이어지는 과정을 통하여 강선재를 제조한 후, 상기 제조된 강선재를 베어링으로 가공하는 과정이 필요하다. In a rotating machine, a large number of rotations are generated per unit time, so that a cyclic load is transmitted to the bearing supporting the rotating shaft in proportion to the rotational speed. Since the cyclic load is transmitted to the bearing, the bearing must have high resistance to fatigue failure due to the cyclic load, and the wear resistance needs to be excellent. In order to manufacture the bearing as described above, a process of appropriately controlling the composition of steel as a material and manufacturing the steel wire through a process leading to steelmaking-casting-rolling, and then processing the manufactured steel wire into a bearing is required. .

상기 베어링의 소재로서는 종래부터 약 1.0중량%의 탄소와 1.5중량% 정도의 크롬을 함유한 고탄소 크롬강이 가장 많이 사용되어 왔다.As a bearing material, high carbon chromium steel containing about 1.0% by weight of carbon and about 1.5% by weight of chromium has been most used.

일반적으로 고탄소 크롬 베어링강은 전로-진공탈가스(RH)-연속주조의 공정을 통하여 블룸으로 제조되는 경우가 많다. 이때, 전로공정에서는 용선을 용강으로 전환시키는 취련작업이 진행되며, 진공탈가스 공정에서 개재물 함량의 한가지 척도가 되는 전산소(T.[O]) 함량을 최대한 낮추는 작업이 이루어지게 된다. 얻어진 블룸은 주편 중심부에 존재하는 편석과 거대 탄화물을 제거하기 위한 균열확산처리(soking)와 그에 따른 자연공냉 처리 이후 압연되어 빌레트로 제조된다. 상기 제조된 빌레트는 선재압연을 통하여 선재로 제조되게 된다.In general, high carbon chromium bearing steel is often made of BLUM through a process of converter-vacuum degassing (RH) -continuous casting. In this case, in the converter process, the work of converting the molten iron into molten steel proceeds, and the operation of lowering the total oxygen (T. [O]) content, which is one measure of the inclusion content in the vacuum degassing process, is performed. The obtained bloom is rolled into a bile after cracking soking and natural air cooling to remove segregation and large carbides present in the center of the cast steel. The manufactured billet is made of wire rod through wire rod rolling.

베어링 가공은 얻어진 선재를 신선 및 구상화 열처리를 통하여 베어링의 전동체인 볼이나 롤러 또는 내외륜의 형상을 가공한 후, 충분한 피로강도와 내마모성 을 가지도록 경화열처리를 실시하는 방식으로 이루어진다.Bearing processing is performed by processing the shape of the ball, roller or inner and outer rings, which are the rolling elements of the bearing, through the drawing and heat treatment of the wire obtained, and then hardening heat treatment to have sufficient fatigue strength and wear resistance.

이때, 베어링에 사용되는 통상의 경화열처리는 담금질(Quenching) 이후 뜨임(Tempering) 처리를 하는 소위 QT 공정에 의해 이루어진다. 상기 담금질 처리는 강이 오스테나이트화되는 온도인 Ac3온도 이상으로 베어링을 가열한 후 급냉하는 공정으로서, 강의 내부조직을 일정의 무확산 변태에 의해 오스테나이트로부터 경질인 마르텐사이트로 하기 위한 것이다. 상기 담금질에 의해 생성되는 마르텐사이트는 경도는 매우 높으나 인성이 매우 취약한 성질을 가지기 때문에 베어링으로 바로 사용할 수 없다. 따라서, 베어링의 인성을 개선하기 위해 상기 뜨임 처리가 담금질 처리에 후속된다. 상기 뜨임 처리는 무확산 변태에 의해 형성된 마르텐사이트에 대한 분해 석출과정으로서, 베어링을 일정한 온도에서 유지함으로써 마르텐사이트 내에 과포화되어 존재하는 탄소를 탄화물로 석출시킴으로써 담금질로 인해 유발된 잔류응력을 경감 또는 제거하고 경직된 미세조직을 풀어주는 처리를 말한다. 즉, 뜨임처리에 의할 경우 마르텐사이트내에 미세한 탄화물이 석출하며, 또한 마르텐사이트가 템퍼드 마르텐사이트(Tempered Martensite)로 바뀐다는 점이 큰 특징이다.At this time, the conventional hardening heat treatment used for the bearing is made by a so-called QT process of tempering after quenching. The quenching treatment is a step of quenching the bearing after heating the bearing to a temperature higher than Ac3, which is the temperature at which the steel is austenitized. The internal structure of the steel is hardened from austenite to hard martensite by constant diffusionless transformation. The martensite produced by the quenching is very hard but cannot be used directly as a bearing because it has very poor toughness. Thus, the tempering treatment is followed by the quenching treatment to improve the toughness of the bearing. The tempering treatment is a process of decomposition precipitation of martensite formed by diffusionless transformation. By maintaining the bearing at a constant temperature, the supersaturated carbon present in martensite is precipitated as a carbide to reduce or eliminate residual stress caused by quenching. Refers to the treatment of stiff microstructure. That is, when tempering, fine carbide precipitates in martensite, and martensite is changed to tempered martensite.

상기와 같은 과정에 의해 제조된 베어링강은 내부에 템퍼드 마르텐사이트와 탄화물로 이루어지고, 약 60HRC 이상의 표면경도를 가진다. 그러나, 상기 QT 과정에 의해 열처리된 베어링이라 하더라도 구름접촉과 같은 가혹한 조건에서 사용될 경우에는 그 내마모성과 내피로특성이 불충분한 경우가 많다.The bearing steel produced by the above process is made of tempered martensite and carbides therein, and has a surface hardness of about 60 HRC or more. However, even in the case of bearings heat-treated by the QT process, when used in harsh conditions such as rolling contact, the wear resistance and fatigue resistance are often insufficient.

이는, 위에서 언급한 바와 같이 마르텐사이트 조직은 경도는 매우 높으나 인성이나 연성이 상당히 열악하여 비록 뜨임 처리에 의해 템퍼드 마르텐사이트화 하더라도 인성과 연성 개선효과가 불충분하기 때문이다.This is because, as mentioned above, the martensite structure has a very high hardness but a very poor toughness or ductility, so that even if tempered martensite is formed by tempering treatment, the toughness and ductility improvement effect is insufficient.

그 뿐만 아니라, QT 처리를 위해서는 적어도 2시간 이상을 요하기 때문에, 그에 따른 원가상승 및 생산성 저하의 문제도 내포하고 있다.In addition, since the QT process requires at least two hours or more, there is a problem of cost increase and productivity decrease.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일측면에 따르면, 비교적 짧은 열처리 시간으로도 종래의 QT 처리에 비하여 인성이 크게 향상되는 새로운 베어링 강의 열처리 방법과 상기 방법에 의해 제조되는 베어링이 제공된다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, according to one aspect of the present invention, by a method and a heat treatment method of a new bearing steel that toughness is significantly improved compared to the conventional QT treatment even with a relatively short heat treatment time Bearings are provided.

또한, 본 발명 다른 하나의 일측면에 따르면 상기 본 발명의 일측면에 따른 베어링을 제조에 유용하게 사용될 수 있는 베어링용 강선재가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention there is provided a steel wire for a bearing that can be usefully used in manufacturing a bearing according to the aspect of the present invention.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 베어링 열처리 방법은, 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 베어링 형상 강부품을 담금질하는 단계; 상기 담금질된 부품을 1분 이상 유지하는 단계; 및 상기 유지된 부품에 대하여 100~150℃의 온도에서 10분 이상 분배처리 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Bearing heat treatment method of the present invention for solving the above problems of the present invention, the step of quenching the bearing-shaped steel parts comprising carbon: 0.95 ~ 1.05% by weight and silicon: 1.0 ~ 2.0% by weight; Maintaining the quenched component for at least 1 minute; And dispensing at least 10 minutes at a temperature of 100 to 150 ° C for the retained parts.

이때, 상기 베어링 형상 강부품은 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.In this case, the bearing-shaped steel parts are selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less, copper: 1.0% by weight or less It is more preferable to further include 2 or more types of elements.

또한, 상기 베어링 형상 강부품은 불순물로서 P 와 S를 각각 0.025중량% 이하로 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the bearing-shaped steel parts preferably contain P and S of 0.025% by weight or less as impurities.

그리고, 상기 담금질된 부품을 유지하는 처리는 10분 이하 실시되는 것이 효과적이다.In addition, it is effective that the treatment for holding the quenched component is performed for 10 minutes or less.

또한, 상기 분배처리는 30분 이하 실시되는 것이 유리하다.In addition, the dispensing treatment is advantageously carried out for 30 minutes or less.

본 발명의 또하나의 일측면인 베어링은 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하고, 내부 조직이 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention, the bearing comprises carbon: 0.95 ~ 1.05% by weight and silicon: 1.0 ~ 2.0% by weight, characterized in that the internal structure consists of martensite and residual austenite.

이때, 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것이 좋다.At this time, one or two or more elements selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less and copper: 1.0% by weight or less It is good to include.

또한, 상기 잔류 오스테나이트는 면적 분율로 5~15% 포함되는 것이 바람직하다.In addition, the residual austenite is preferably contained 5 to 15% by area fraction.

그리고, 상기 내부 조직중 탄화물이 실질적으로 포함되지 않는 것이 효과적 이다.In addition, it is effective that carbides are not substantially included in the internal structure.

본 발명의 또하나의 일측면인 상기 베어링의 제조에 제공되는 선재의 제조방법은 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 주편을 균열확산하고 강편압연 한 후 냉각하여 베어링용 선재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 냉각 속도는 1℃/초 이하인 것을 특징으로 한다.In another aspect of the present invention, a method of manufacturing a wire rod provided in the manufacture of the bearing includes cracking and diffusing a cast steel including carbon: 0.95 to 1.05 weight% and silicon: 1.0 to 2.0 weight%, followed by cooling by rolling a steel piece. In the method of manufacturing the wire rod for bearing, the cooling rate is characterized in that less than 1 ℃ / sec.

이때, 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것이 바람직하다.At this time, one or two or more elements selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less and copper: 1.0% by weight or less It is preferable to include.

본 발명에 의할 경우에는 종래의 QT 열처리 보다 인성이 현저히 향상된 베어링을 제공할 수 있어, 제조된 베어링의 내마모성과 내피로특성이 크게 향상될 수 있다.According to the present invention can provide a bearing significantly improved toughness than the conventional QT heat treatment, the wear resistance and fatigue resistance of the manufactured bearing can be greatly improved.

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

본 발명의 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 노력하 던 중, 베어링의 인성을 향상시키기 위해서는 내부조직으로 마르텐사이트만 형성시킬 것이 아니라 오스테나이트를 잔류시켜 잔류 오스테나이트화 할 필요가 있다는 사실을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.The inventors of the present invention, while trying to solve the above problems of the prior art, in order to improve the toughness of the bearing, it is necessary not only to form martensite into the internal structure but to retain austenite and to retain residual austenite The facts were discovered and the present invention was reached.

그러나, 일반적으로 사용되는 고탄소 크롬 베어링의 성분계로는 마르텐사이트를 형성하기 위해 베어링을 오스테나이트화 하고 급냉하는 과정에 의할 경우 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트의 비율이 충분하게 될 수 없을 뿐만 아니라, 생성된 잔류 오스테나이트라 하더라도 베어링의 사용과정에서 베어링에 가해지는 하중에 의해 다시 마르텐사이트로 변태되어 버리고 마는 소위 소성유기변태에 의해 종국에는 템퍼드 마르텐사이트와 마르텐사이트로 조직으로만 이루어지는 베어링강이 얻어지게 된다.However, the component system of commonly used high carbon chromium bearings is not only able to achieve a sufficient ratio of residual austenite formed therein by austenitizing and quenching the bearings to form martensite. Even though the residual austenite is produced, the bearing steel is composed of only tempered martensite and martensite by the so-called plastic organic transformation, which is transformed into martensite by the load applied to the bearing during the use of the bearing. Is obtained.

그 뿐만 아니라, 상기 잔류 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변태과정은 치수 변화를 수반하기 때문에 상기 변태과정에 의해 베어링의 치수 정밀도가 현저히 훼손되게 되어, 그에 따른 소음이 발생하거나 베어링의 피로파괴 및 마모가 현저히 가속화되는 등의 문제가 발생할 수 있다.In addition, the transformation process of the retained austenite to martensite is accompanied by a dimensional change, the dimensional accuracy of the bearing is significantly impaired by the transformation process, resulting in noise or fatigue failure and wear of the bearing. Problems such as significant acceleration may occur.

따라서, 베어링 강에서는 잔류 오스테나이트를 형성하는 것 못지 않게 상기 잔류오스테나이트에 응력이 가해지더라도 마르텐사이트로 변태하지 않도록 안정화시키는 것이 중요한 것이다.Therefore, in bearing steel, it is important to stabilize the retained austenite so as not to transform into martensite even when stress is applied to the retained austenite.

본 발명자들은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 선결조건으로서 잔류 오스테나이트가 적절한 분율로 형성될 뿐만 아니라 상기 잔류 오스테나이트를 안정화시킬 수 있는 방법으로서 베어링강용 강재의 성분을 종래의 베어링과는 다른 성분으로 제어하고 QP(Quenching and Partitioning) 법이라 불리는 새로운 프로세스를 적용하는 것이 효과적이라는 것을 도출할 수 있었다.In order to solve the problems of the present invention, the inventors of the present invention provide a method for stabilizing the retained austenite as well as forming the retained austenite at an appropriate fraction. Controlling and applying a new process called the QP (Quenching and Partitioning) method was effective.

즉, QP 법이라 함은 국제특허공개번호 WO2004/022794호에서 처음 제안된 것으로서, 담금질 후 분배(Partitioning) 처리하는 방법을 말한다. 분배 처리는 담금질되어 내부에 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트를 포함하는 강을 저온으로 가열하여 유지함으로써 마르텐사이트 내에 존재하는 탄소가 탄화물을 형성하지 않고 잔류 오스테나이트 속으로 확산됨으로써 잔류 오스테나이트가 저온에서 더욱 안정될 수 있도록 하는 방법을 말한다. 도 1에 상기 QT 처리(a)와 QP 처리(b)를 비교해 두었다. 도면에서 Ms와 Mf는 각각 마르텐사이트 변태개시온도와 변태종료온도를 의미한다. 도면에서 볼 수 있듯이, QP 처리에서는 잔류 오스테나이트의 잔류가 필수적이므로 상기 담금질 온도는 Ms와 Mf 사이인 것이 보다 바람직하다.That is, the QP method is a method first proposed in International Patent Publication No. WO2004 / 022794 and refers to a method of partitioning after quenching. The dispensing process is quenched to keep the steel containing martensite and retained austenite at low temperatures, so that the carbon present in the martensite diffuses into the retained austenite without forming carbides so that the retained austenite is further reduced at low temperatures. How to make it stable. The QT process (a) and the QP process (b) were compared in FIG. In the figure, Ms and Mf mean martensite transformation start temperature and transformation end temperature, respectively. As can be seen in the figure, since the residual austenite is essential in the QP treatment, the quenching temperature is more preferably between Ms and Mf.

따라서, 상기 분배 처리에 의할 경우 내부에 탄화물이 실질적으로 존재하지 않는 마르텐사이트와 안정한 잔류 오스테나이트가 형성되게 되는 것이다.Therefore, when the dispensing treatment is carried out, martensite free of substantially no carbide therein and stable residual austenite are formed.

그러나, 상기와 같이 공지된 QP 처리를 바로 베어링강에 적용할 수는 없다. 즉, 베어링강의 경우는 내부에 탄소가 다량 포함되어 있으며, 이를 분배 처리온도에서 처리한다 하더라도 탄소가 잔류 오스테나이트로 확산되지 못하고 마르텐사이트 내부에 석출될 가능성이 크기 때문에 잔류 오스테나이트를 안정화한다는 본래의 목적을 달성할 수 없게 된다는 문제가 있다.However, such known QP treatment cannot be directly applied to bearing steel. That is, in the case of bearing steel, carbon is contained in a large amount, and even if it is treated at a distribution treatment temperature, carbon does not diffuse into residual austenite and is likely to precipitate inside martensite, thus inherently stabilizing residual austenite. There is a problem that the purpose cannot be achieved.

따라서, 분배 처리시 잔류 오스테나이트에 탄소가 용이하게 확산하여 안정한 잔류 오스테나이트를 형성할 수 있도록 강의 조성을 변경할 필요가 있다. 이에 본 발명자들은 이러한 소과제를 해결하기 위해서는 강중 포함되는 탄소의 함량을 0.95~1.05중량%로 함과 동시에 규소의 함량을 종래부터 널리 사용되어 왔던 SUJ2 베어링에 포함된 함량보다 현저히 높은 함량인 1.0~2.0중량%로 성분 변경하는 것이 분배과정에서의 잔류 오스테나이트의 확산에 효과적이라는 것을 알 수 있었다.Therefore, it is necessary to change the composition of the steel so that carbon can be easily diffused into the retained austenite during the distribution treatment to form a stable retained austenite. In order to solve this problem, the inventors set the content of carbon contained in steel to 0.95 to 1.05% by weight, and at the same time, the content of silicon is significantly higher than that contained in the SUJ2 bearing, which has been widely used in the past, 1.0 to 2.0. It was found that changing the weight percent by weight was effective for diffusion of residual austenite in the dispensing process.

즉, 규소는 탄소와 같이 주기율표 제4족에 속하는 원소로서, 탄소와 자리경쟁을 하는 원소이다. 따라서, 규소의 함량이 높을 경우 탄소가 열역학적으로 매우 불안해지기 때문에 마르텐사이트로부터 보다 탄소에 대한 고용도가 높은 잔류 오스테나이트로 확산하게 되는 것이다. 그 결과 잔류 오스테나이트는 더욱 안정화되어 본 발명에서 의도하는 효과를 누릴 수 있는 것이다. 이하, 탄소와 규소의 함량을 상기한 바와 같이 제한한 이유를 보다 구체적으로 살펴본다.That is, silicon is an element belonging to the fourth group of the periodic table like carbon, and is an element which competes with carbon. Therefore, when the silicon content is high, carbon becomes very thermodynamically unstable, so it is diffused from martensite to residual austenite having higher solubility for carbon. As a result, the retained austenite is further stabilized to enjoy the effects intended in the present invention. Hereinafter, the reason for limiting the content of carbon and silicon as described above will be described in more detail.

C : 0.95~1.05중량% C: 0.95 to 1.05 wt%

탄소는 베어링의 강도를 확보하는 매우 중요한 원소일 뿐만 아니라, 본 발명에서는 잔류 오스테나이트를 안정화시키는데 필수적인 원소이다. 만일 탄소의 함량이 낮을 경우에는 베어링의 강도와 피로강도가 낮아 베어링 부품으로 적합하지 않게 되므로 탄소의 함량은 0.95중량% 이상인 것이 바람직하다. 반면, 탄소 함량이 너무 높을 경우에는 미용해된 거대 탄화물이 잔존하여 피로강도를 저하시킬 뿐만 아니라 담금질하기 전의 가공성이 떨어지므로 상기 탄소 함량의 상한은 1.05중량%로 정한다.Carbon is not only a very important element for securing the strength of the bearing, but also an element essential for stabilizing residual austenite in the present invention. If the content of carbon is low, the strength and fatigue strength of the bearing is low, so it is not suitable as a bearing part, the content of carbon is preferably at least 0.95% by weight. On the other hand, when the carbon content is too high, the undissolved huge carbides remain to lower the fatigue strength as well as the workability before quenching, so the upper limit of the carbon content is set to 1.05% by weight.

Si : 1.0~2.0중량%Si: 1.0-2.0 wt%

규소는 상술한 바와 같이 종래의 베어링에서는 구현하기 어려웠던 분배 처리를 가능하게 하기 위해 1.0중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 규소의 함량이 너무 높을 경우에는 탄소와의 자리경쟁 반응에 따라 탈탄이 일어날 우려가 있고 C와 마찬가지로 담금질하기 전의 가공성이 떨어지므로 상기 규소의 함량은 2.0중량%를 상한으로 한다.Silicon is preferably added in an amount of 1.0% by weight or more to enable dispensing treatment, which has been difficult to implement in conventional bearings as described above. However, if the silicon content is too high, decarburization may occur according to the competition reaction with carbon, and like C, the workability before quenching is inferior, so the silicon content is 2.0% by weight.

즉, 본 발명의 베어링 및 이를 제조하기 위한 선재는 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 성분으로 이루어진 것이다. 여기서 '포함'한다는 용어의 의미는 상기 원소만으로 이루어진 것이 아니라 상기 원소 이외의 다른 원소들을 함께 포함할 수 있다는 개방된 의미를 가지는 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 종래 무수히 많이 제공된 베어링강 의 조성과 규격, 그리고 본 기술분야에서 제공되어 왔던 통상의 지식으로부터 상기 원소 이외에 포함될 수 있는 원소들을 용이하게 선택하여 강의 조성에 포함시킬 수 있을 것이다.That is, the bearing of the present invention and the wire for producing the same is made of a component containing carbon: 0.95 ~ 1.05% by weight and silicon: 1.0 ~ 2.0% by weight. The term 'comprises' herein means not only the above elements but also an open meaning that other elements other than the above elements may be included together, and a person having ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs will be known in the past. From the composition and specification of many provided bearing steels, and common knowledge that has been provided in the art, it may be easy to select elements that may be included in addition to the above elements to be included in the steel composition.

다만, 이에 대한 한가지 예로서 상기 베어링 또는 강선재는 하기하는 성분들을 1종 또는 2종 이상 더 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이하, 추가가능한 성분에 대하여 설명한다.However, as one example thereof, the bearing or steel wire may more preferably include one or two or more of the following components. Hereinafter, the component which can be added is demonstrated.

Mn : 0.25~1.20중량%Mn: 0.25-1.20 wt%

망간은 강의 소입성을 개선하여 강도를 확보하는데 중요한 원소이다. 따라서, 상기 Mn은 0.25중량% 이상 함유되는 것이 바람직하다. 다만, 망간의 함량이 너무 높을 경우에는 담금질하기 전의 가공성이 떨어지기 때문에 상기 망간의 함량은 1.20중량% 이하로 한다.Manganese is an important element in securing strength by improving the hardenability of steel. Therefore, it is preferable that Mn is contained by 0.25 weight% or more. However, when the content of manganese is too high, the workability before quenching is inferior, so the content of manganese is 1.20% by weight or less.

Cr : 1.30~1.60중량%Cr: 1.30 ~ 1.60wt%

크롬은 강의 소입성을 개선하여 경화능을 부여하며, 강의 조직을 미세화하는데 효과적인 원소이므로 1.30중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, Cr의 함량이 과다하면 그 효과가 포화하기 때문에 상기 크롬의 함량은 1.60중량% 이하로 한다.Since chromium improves the hardenability of steel and gives hardening ability, it is preferable to add 1.30 weight% or more since it is an effective element to refine | miniaturize steel structure. However, since the effect is saturated when the content of Cr is excessive, the content of chromium is made 1.60 wt% or less.

Al : 0.1중량% 이하Al: 0.1 wt% or less

알루미늄은 강의 용제시에 강력한 탈산제로 작용하고, 강을 청정화하는 효과를 가지며, 강 중의 질소와 화합물을 형성하여 결정립을 미세화하는 원소이므로 함유되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 0.1중량% 이상 첨가한 경우에는 강의 청정화 작용이 오히려 저하될 뿐만 아니라 피로수명도 저하되기 때문에 상기 Al의 함량은 0.1 중량% 이하로 한다.Aluminum is an element that acts as a strong deoxidizer at the time of solvent of steel, has an effect of cleaning steel, and forms a compound with nitrogen in steel to refine crystal grains. However, when 0.1 wt% or more is added, the Al content is made 0.1 wt% or less because not only the cleansing action of the steel is lowered but also the fatigue life is reduced.

Ni : 1.0중량% 이하Ni: 1.0 wt% or less

니켈은 강의 소입성을 향상시키고, 담금질한 부분의 인성을 향상시키는 원소로서, 1.0중량%를 상한으로서 첨가한다. 특히 구리 첨가시에는 열간취성을 억제하기 위하여 Ni을 Cu 첨가량의 1/2 첨가하는 것이 바람직하다.Nickel is an element which improves the hardenability of steel and improves the toughness of the quenched portion, and adds 1.0 wt% as an upper limit. In particular, when adding copper, it is preferable to add Ni 1/2 of Cu addition amount in order to suppress hot brittleness.

Cu : 1.0중량% 이하Cu: 1.0 wt% or less

구리는 소입성을 향상시켜 담금질한 부분의 경도를 높이는 효과가 있기 때문에 첨가하며, 1.0중량% 이상으로 첨가하면 그 효과가 포화하기 때문에 1.0중량% 이하로 첨가한다.Copper is added because it has the effect of improving the hardenability and increasing the hardness of the quenched portion, and when added in an amount of 1.0% by weight or more, it is added in an amount of 1.0% by weight or less.

또한, 베어링 및 이를 제조하기 위해서는 불가피하게 불순물이 포함될 수도 있다. 상기 불순물의 양은 베어링의 양에 큰 악영향을 미치지 않을 정도까지는 포함될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이 하게 그 양을 제한하고 그 범위에 맞도록 정련하여 불순물 함량이 제어된 베어링용 선재 및 베어링을 제조할 수 있을 것이다. 다만, 그 중에서도 특히, 인(P)과 황(S) 및 티타늄(Ti)은 베어링의 물성에 미치는 영향이 크기 때문에 보다 바람직한 함량에 대하여 특별히 설명한다.In addition, in order to manufacture the bearing and it may inevitably include impurities. The amount of the impurity may be included to the extent that does not significantly affect the amount of the bearing, and those skilled in the art to which the present invention belongs to easily limit the amount and refine to meet the range of impurity content Wire rods and bearings for controlled bearings may be manufactured. However, in particular, since phosphorus (P), sulfur (S) and titanium (Ti) have a great influence on the physical properties of the bearing, a more preferable content will be described.

P : 0.025중량% 이하P: 0.025% by weight or less

인은 결정입계에 편석되어 강재의 인성을 저하시키는 원소이다. 따라서, 그 함량을 적극적으로 제한하는 것이 보다 바람직하다. 다만, 제강과정 등의 부하를 고려할 때 그 함량을 0.025중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.Phosphorus is an element that segregates at grain boundaries and degrades the toughness of steel materials. Therefore, it is more preferable to actively limit the content. However, when considering the load of the steelmaking process, it is preferable to limit the content to 0.025% by weight or less.

S : 0.025중량% 이하S: 0.025% by weight or less

황은 강의 피삭성을 높이는 작용을 하지만, 인과 마찬가지로 입계에 편석되어 인성을 저하시킬 뿐만 아니라 Mn과 결합하여 유화물을 형성함으로써 피로수명을 저하시키는 악영향을 미치므로 그 함량을 제한하는 것이 바람직하다. 제강과정 등의 부하를 고려할 때에는 그 함량을 0.025중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.Although sulfur acts to increase the machinability of steel, it is preferable to limit its content since it adversely affects not only segregation at grain boundaries but also toughness as in phosphorus, but also adversely affects fatigue life by forming an emulsion in combination with Mn. When considering the load of the steelmaking process, the content is preferably 0.025% by weight or less.

Ti : 0.01중량% 이하Ti: 0.01 wt% or less

티타늄은 질소와 결합하여 조대한 질화물을 형성함으로써 피로수명을 저하시키기 때문에 그 함량을 0.01중량% 이하로 엄격히 제한하는 것이 좋다. Titanium combines with nitrogen to form coarse nitrides, which reduces fatigue life, so it is best to limit the content to 0.01% by weight or less.

본 발명은 상술한 조성을 가지는 베어링 형상의 부품을 오스테나이트화한 후 급냉하는 담금질 과정을 실시하고, 이후 분배 열처리를 실시하는 과정으로 이루어진다. 담금질 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 알려진 것과 유사하다. 상기 담금질은 마르텐사이트 변태개시온도(Ms) 이하의 온도까지 재료를 급냉(수냉 또는 유냉)할 필요가 있는데, 상기 마르텐사이트 변태개시온도로는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.The present invention is carried out a process of quenching and then quenching the austenitic bearing-shaped parts having the above-described composition, and then performing a distribution heat treatment. Quenching processes are similar to those commonly known in the art. The quenching is required to quench (water-cool or oil-cool) the material to a temperature below the martensite transformation start temperature (Ms). As the martensite transformation start temperature, the following equation may be used.

Ms(℃) = 512-453C-16.9Ni+15Cr-9.5Mo+217C2-71.5C×Mn-67.6C×CrMs (° C) = 512-453C-16.9Ni + 15Cr-9.5Mo + 217C 2 -71.5C × Mn-67.6C × Cr

여기서, C, Ni, Cr, Mo, Mn 등은 각 해당원소의 중량%를 의미한다.Here, C, Ni, Cr, Mo, Mn and the like means the weight percent of each corresponding element.

이후의 분배 열처리 과정은 상술한 국제특허공개공보 WO2004/022794호에 기재된 것과는 상이한 것으로서 본 발명에서는 베어링강의 열처리후 경도와 인성을 확보하기 위해서 보다 독특한 과정을 제안한다.The subsequent distribution heat treatment process is different from that described in the above-mentioned International Patent Publication No. WO2004 / 022794. In the present invention, a more unique process is proposed to secure hardness and toughness after heat treatment of the bearing steel.

즉, 본 발명에서는 담금질 처리 이후 바로 분배 열처리를 실시하는 것이 아니라, 담금질 처리된 베어링을 일정시간 이상 유지시키는 과정이 필요하다. 즉, 본 발명은 재료에 대한 담금질 - 유지 - 분배 처리하는 것을 공정상의 또 하나의 특징으로 한다. 본 발명에서 '유지'라 함은 가열하지 않고 담금질 종료 온도 그대 로 시편을 유지하는 것을 의미한다.That is, in the present invention, it is not necessary to perform distribution heat treatment immediately after the quenching treatment, but a process of maintaining the quenched bearing for a predetermined time or longer is required. In other words, the invention features another process feature that is quenching-maintenance-dispensing of the material. In the present invention, 'maintain' means to maintain the specimen at the end of the quenching temperature without heating.

본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 담금질된 시편을 유지하는 잔류 오스테나이트를 안정화시키는데 필수적인 과정이다. 즉, 담금질한 직후의 시편은 표면과 중심부 사이에 온도차가 발생하는데, 그러한 시편을 바로 승온하면 조직이 불균일하게 될 우려가 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 담금질 후 어느 정도의 시간동안 유지하는 과정이 필요한 것이다. 따라서, 상기 담금질 후 유지 시간은 1분 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 담금질 후 시편을 계속 유지하여도 별다른 문제가 없기 때문에 담금질 후 유지시간의 상한을 특별히 제한할 필요는 없다. 다만, 과다한 시간동안 유지할 경우에는 생산성에 문제가 발생할 수 있으므로 이를 고려할 경우에는 상기 유지시간을 30분 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.According to the results of the inventors of the present invention, it is an essential process for stabilizing residual austenite retaining quenched specimens. That is, the specimen immediately after quenching, the temperature difference between the surface and the center occurs, there is a fear that the tissue is uneven if the temperature is raised immediately. Therefore, in order to prevent this it is necessary to maintain the process for some time after quenching. Therefore, the holding time after the quenching is preferably 1 minute or more. In addition, since there is no problem even if the specimen is maintained after the quenching, there is no need to specifically limit the upper limit of the holding time after the quenching. However, if the maintenance for an excessive time may cause a problem in productivity, when considering this, it is more preferable that the holding time is 30 minutes or less.

담금질후 베어링을 유지한 이후에는 분배처리를 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 분배처리 온도를 100~150℃로 한정한다. 상기 분배처리 온도가 너무 낮을 경우에는 본 발명에서 의도하는 분배처리의 효과를 얻기 어려우므로 상기 분배처리 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하다. 반면, 분배처리 온도가 과다하게 높을 경우에는 템퍼링 취성(temper embrittlement)가 발생할 우려가 있으며 또한, 분배처리에 의해 탄소만 오스테나이트 영역으로 확산하여야 하나, 실리콘이 오히려 역확산되어 버릴 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 분배 처리 온도는 150℃ 이하로 한정하는 것이 바람직하다.After holding the bearing after quenching, dispensing treatment is preferred. In the present invention, the distribution treatment temperature is limited to 100 ~ 150 ℃. If the dispensing temperature is too low, it is difficult to obtain the effect of the dispensing treatment intended in the present invention. On the other hand, if the temperature of the dispensing treatment is excessively high, temper embrittlement may occur, and only carbon should be diffused into the austenite region by the dispensing treatment. not. Therefore, it is preferable to limit the said distribution process temperature to 150 degrees C or less.

충분한 분배처리 효과를 얻기 위해서는 상기 분배처리는 10분 이상 실시하는 것이 바람직하다. 분배처리는 마르텐사이트에 고용되어 있던 탄소를 잔류 오스테나이트 쪽으로 확산시키는 일방적인 과정이므로 그 처리시간이 길어도 특별히 문제될 것은 없다. 따라서, 처리시간의 상한을 특별히 정할 필요는 없다. 다만, 분배처리시간을 길게 할 경우에는 생산성이 저하될 우려가 있으며 약 30분 정도 분배처리할 경우 더 이상의 큰 효과상승은 일어나지 않으므로 그 시간을 30분 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 이러한, 분배처리에 요구되는 시간은 종래의 QT 법에서 뜨임 처리에 요구되는 시간에 비하여 현저히 짧은 시간으로서 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다.In order to obtain sufficient dispensing effect, the dispensing treatment is preferably performed for 10 minutes or more. The distribution treatment is a one-sided process in which carbon dissolved in martensite is diffused toward the retained austenite, so even if the treatment time is long, there is no particular problem. Therefore, there is no need to specifically set an upper limit of the processing time. However, when the dispensing treatment time is increased, the productivity may be deteriorated, and when the dispensing treatment is performed for about 30 minutes, no further significant effect increase occurs, and the time is more preferably 30 minutes or less. This time required for the dispensing process is significantly shorter than the time required for the tempering treatment in the conventional QT method, and can greatly contribute to productivity improvement.

따라서, 본 발명의 베어링 열처리 방법은 상술한 본 발명의 유리한 조성을 가지고 베어링 형상으로 가공된 부품을 담금질 처리하는 단계; 상기 담금질 처리된 베어링 부품을 1분 이상 유지하는 단계; 그리고 상기 유지된 부품을 100~150℃의 온도에서 10분이상 분배처리 하는 단계로 이루어진다.Therefore, the bearing heat treatment method of the present invention comprises the steps of: quenching the parts machined into the bearing shape with the advantageous composition of the present invention described above; Maintaining the quenched bearing part for at least 1 minute; And it consists of a step of dispensing the retained components at a temperature of 100 ~ 150 ℃ for 10 minutes or more.

종래의 QT 처리 방법에 의해 제조된 베어링은 내부에 템퍼드 마르텐사이트와 탄화물이 형성된 형태의 조직을 가지나, 본 발명에 의해 제조된 베어링은 내부에 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트가 존재하는 조직을 가진다.The bearing manufactured by the conventional QT treatment method has a structure in which tempered martensite and carbide are formed therein, but the bearing manufactured by the present invention has a structure in which martensite and residual austenite are present.

또한, 본 발명에 의해 제조된 베어링강의 내부에 존재하는 잔류 오스테나이 트의 비율은 면적 분율로 5~15% 인 것이 바람직하다. 상기 잔류 오스테나이트는 상술한 바와 같이 베어링의 인성을 향상시키는데 필수적인 조직이므로 그 비율이 5% 이상인 것이 바람직하다. 다만 잔류 오스테나이트의 비율이 과다하게 높을 경우에는 탄소가 분산되어 확산되기 때문에 잔류 오스테나이트의 안정화가 충분하지 않을 수 있으며, 그에 따라 잔류 오스테나이트 중 일부가 마르텐사이트로 변태해 버릴 우려가 있다. 이러할 경우 베어링의 치수 정밀도가 심각하게 훼손될 우려가 있으며, 불량한 치수정밀도에 따라 베어링이 사용도중 파손되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 상기 잔류 오스테나이트의 비율의 상한은 15%로 정하는 것이 바람직하다.In addition, the proportion of the retained austenite present in the bearing steel produced by the present invention is preferably 5 to 15% by area fraction. Since the residual austenite is an essential structure for improving the toughness of the bearing as described above, the ratio is preferably 5% or more. However, when the ratio of residual austenite is excessively high, carbon may be dispersed and diffused, so that stabilization of residual austenite may not be sufficient. Accordingly, some of the residual austenite may be transformed into martensite. In this case, the dimensional accuracy of the bearing may be seriously impaired, and the bearing may be damaged during use due to poor dimensional accuracy. Therefore, the upper limit of the ratio of the retained austenite is preferably set to 15%.

또한, 본 발명의 베어링은 종래의 QT법에 의해 제조된 베어링과는 달리 마르텐사이트 내부에 탄화물이 실질적으로 형성되지 않는 조직을 가진다. In addition, the bearing of the present invention has a structure in which carbides are not substantially formed inside martensite, unlike bearings manufactured by the conventional QT method.

상기와 같은 유리한 특징을 가지는 본 발명의 베어링은 베어링강용 선재를 통상의 방법으로 신선 및 구상화 열처리를 거쳐 제조하는 베어링 형상으로 가공된 후 베어링 열처리에 제공하는 것이 바람직하다.Bearings of the present invention having the advantageous features as described above is preferably provided to the bearing heat treatment after the bearing steel wire is processed into a bearing shape to be manufactured by drawing and spheroidizing heat treatment in a conventional manner.

이때, 상기 베어링강용 선재는 주편에 대해 균열확산처리한 후 강편압연하는 통상의 압연 과정을 거친 후 후속하는 신선 및 구상화 열처리에 적합한 물성을 가지도록 1℃/초 이하의 냉각속도로 극서냉하는 과정에 의해 제조되는 것이 보다 바람직하다. 상기 극서냉 과정에 의해 소재의 연성이 향상되어 신선이 용이하게 되 기 때문이다.At this time, the wire rod for bearing steel is subjected to a crack-diffusion process for the cast steel and then subjected to a conventional rolling process of rolling the steel sheet, followed by ultra-cooling at a cooling rate of 1 ° C / sec or less so as to have properties suitable for subsequent drawing and spheroidizing heat treatment. It is more preferable to manufacture by. This is because the ductility of the material is improved by the ultra-low cooling process, and thus the drawing is facilitated.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, it should be noted that the following examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(실시예)(Example)

발명예Inventive Example

Fe-0.972%C-1.71%Si-0.349%Mn-0.019%P-0.009%S-0.032%Al-1.46Cr-0.051Ni-0.009Cu-0.005Ti의 성분을 가진 강선재를 신선 및 구상화 열처리 한 후 베어링 형상으로 가공하였다. 가공된 시편의 수학식 1에 따른 Ms 온도를 확인하기 위하여 Ms 측정 실험을 실시한 결과 도 2에 도시한 바와 같이 Ms 온도는 173℃로 나타났는데 수학식 1에 대입한 계산치와 잘 일치하였다.Fe-0.972% C-1.71% Si-0.349% Mn-0.019% P-0.009% S-0.032% Al-1.46Cr-0.051Ni-0.009Cu-0.005Ti after wire drawing and heat treatment Machined into a bearing shape. As a result of performing the Ms measurement experiment to confirm the Ms temperature according to Equation 1 of the processed specimen, as shown in FIG. 2, the Ms temperature was found to be 173 ° C, which was in good agreement with the calculated value in Equation 1.

이를 840℃에서 30분 동안 가열한 후, Ms 온도보다 낮은 100℃의 기름에 급냉하여 마르텐사이트 미세조직을 얻는 담금질 처리를 실시하였다. 이후, 5분간 유지한 다음 150℃ 의 온도로 승온하여 10분 동안 유지하여 발명예의 베어링을 제조하였다.It was heated at 840 ° C. for 30 minutes and then quenched in oil at 100 ° C. lower than the Ms temperature to give a quenching treatment to obtain martensite microstructure. Then, after maintaining for 5 minutes and then heated to a temperature of 150 ℃ to maintain for 10 minutes to prepare a bearing of the invention example.

종래예Conventional example

상기 발명예와 동일한 방식으로 담금질을 실시한 후 180℃의 온도에서 1시간 유지하는 방식으로 뜨임 처리를 실시하여 종래예의 베어링을 제조하였다. After quenching in the same manner as in the invention example was subjected to a tempering treatment in a manner that is maintained for 1 hour at a temperature of 180 ℃ to prepare a bearing of the prior art.

조직비교Organization comparison

상기 발명예와 종래예에 의해 얻어진 베어링의 내부조직을 도 3에 나타내었다. 도 3의 현미경 사진에서 볼 수 있듯이, 종래예에 의해 얻어진 베어링은 내부에 템퍼드 마르텐사이트가 주된 조직으로 이루어져 있으며, 탄화물이 상기 템퍼드 마르텐사이트 내에 분포하고 있음을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 발명예는 마르텐사이트와 잔류오스테나이트로 이루어져 있으며 탄화물이 거의 존재하지 않음을 알 수 있다. 또한, 종래예와 본 발명에 따른 발명예의 잔류 오스테나이트 분율을 비교한 결과 종래예의 잔류 오스테나이트 비율은 0.64% 정도에 불과하였으나, 발명예의 잔류 오스테나이트 비율은 8.0%로서 본 발명에서 정의하는 잔류 오스테나이트 비율을 충족하고 있음을 알 수 있었다.The internal structure of the bearing obtained by the said invention example and the prior art example is shown in FIG. As can be seen in the photomicrograph of Figure 3, the bearing obtained by the conventional example is composed of the main structure of the tempered martensite inside, it can be seen that the carbide is distributed in the tempered martensite. However, the invention according to the present invention is composed of martensite and residual austenite, it can be seen that almost no carbide. In addition, as a result of comparing the residual austenite fraction of the conventional example and the inventive example according to the present invention, the residual austenite ratio of the conventional example was only about 0.64%, but the residual austenite ratio of the inventive example was 8.0%, which is defined in the present invention. It was found that the night ratio was met.

경도Hardness

종래예와 발명에의 경도를 비교하였다. 종래예의 경우에는 경도가 60.2HRC 인 반면 발명예의 경우에는 경도가 62HRC 수준으로서 발명예를 종래예와 비교할 때 동등이상의 우수한 경도를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.The hardness in the conventional example and invention was compared. In the case of the conventional example, the hardness was 60.2 HRC, whereas in the case of the invention example, the hardness was 62HRC level, and it was confirmed that the invention had an excellent hardness equal to or higher than that of the conventional example.

그러므로, 본 발명에 다른 방법으로 베어링을 제조하였을 경우에는 높은 경도값에 따라 베어링강의 구름피로수명도 향상될 것으로 판단된다.Therefore, when the bearing is manufactured by another method according to the present invention, it is determined that the rolling fatigue life of the bearing steel is also improved according to the high hardness value.

도 1은 QT법과 QP법을 비교한 개략도,1 is a schematic diagram comparing the QT method and the QP method,

도 2는 본 발명의 일실시예에서 사용한 베어링용 부품의 마르텐사이트 변태개시 온도를 측정한 결과를 나타내는 그래프, 그리고Figure 2 is a graph showing the result of measuring the martensite transformation start temperature of the bearing component used in one embodiment of the present invention, and

도 3은 종래예 의해 제조된 베어링(a)과 발명예에 의해 제조된 베어링(b)을 비교한 현미경 조직 사진이다.3 is a microscopic picture of the structure comparing the bearing (a) manufactured by the conventional example and the bearing (b) manufactured by the invention example.

Claims (11)

탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 베어링 형상 강부품을 담금질하는 단계;Quenching the bearing-shaped steel part comprising carbon: 0.95 to 1.05% by weight and silicon: 1.0 to 2.0% by weight; 상기 담금질된 부품을 1분 이상 유지하는 단계; 및Maintaining the quenched component for at least 1 minute; And 상기 유지된 부품에 대하여 100~150℃의 온도에서 10분 이상 분배처리 하는 단계;Dispensing at least 10 minutes at a temperature of 100 to 150 ° C for the retained parts; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링의 열처리 방법.Heat treatment method of a high carbon steel bearing comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 베어링 형상 강부품은 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링의 열처리 방법.The method of claim 1, wherein the bearing-shaped steel parts are selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less, copper: 1.0% by weight or less Heat treatment method of a high carbon steel bearing, characterized in that it further comprises one or two or more elements. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베어링 형상 강부품은 불순물로서 P 와 S를 각각 0.025중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링의 열처리 방법.3. The method of heat-treating a high carbon steel bearing according to claim 1 or 2, wherein the bearing-shaped steel parts contain P and S as impurities at 0.025% by weight or less, respectively. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 담금질된 부품을 유지하는 처리는 10분 이하 실시되는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링의 열처리 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the treatment for holding the quenched component is performed for 10 minutes or less. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분배처리는 30분 이하 실시되는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링의 열처리 방법.3. The heat treatment method of a high carbon steel bearing according to claim 1 or 2, wherein the dispensing treatment is performed for 30 minutes or less. 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하고, 내부 조직이 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링.A high carbon steel bearing comprising carbon: 0.95 to 1.05% by weight and silicon: 1.0 to 2.0% by weight, the internal structure consisting of martensite and residual austenite. 제 6 항에 있어서, 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링.The method according to claim 6, wherein one or two selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less and copper: 1.0% by weight or less A high carbon steel bearing, further comprising the above elements. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 잔류 오스테나이트는 면적 분율로 5~15% 포함되는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링.8. The high carbon steel bearing according to claim 6 or 7, wherein the residual austenite is contained in an area fraction of 5 to 15%. 제 8 항에 있어서, 상기 내부 조직중 탄화물이 실질적으로 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 고탄소강 베어링.9. The high carbon steel bearing of claim 8, wherein substantially no carbide is included in the internal tissue. 탄소 : 0.95~1.05중량%와 규소 : 1.0~2.0중량%를 포함하는 주편을 균열확산하고 강편압연 한 후 냉각하여 베어링용 선재를 제조하는 방법에 있어서,In the method of producing a wire for bearings by crack-diffusion, steel-rolling and cooling a cast steel containing 0.95 to 1.05% by weight of silicon and 1.0 to 2.0% by weight of silicon, 상기 냉각 속도는 1℃/초 이하인 것을 특징으로 하는 베어링용 고탄소 강선재의 제조방법.The cooling rate is a manufacturing method of a high carbon steel wire for bearings, characterized in that less than 1 ℃ / second. 제 10 항에 있어서, 망간 : 0.25~1.20중량%, 크롬 : 1.30~1.60중량%, 알루미늄 : 0.1중량% 이하, 니켈 : 1.0중량% 이하 및 구리 : 1.0중량% 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링용 고탄소 강선재의 제조방법.The method according to claim 10, wherein one or two selected from manganese: 0.25-1.20% by weight, chromium: 1.30-1.60% by weight, aluminum: 0.1% by weight or less, nickel: 1.0% by weight or less and copper: 1.0% by weight or less The manufacturing method of the high carbon steel wire for bearings further containing the above element.
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