KR101239496B1 - Low nickel stainless steel for automobile break and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉간압하율 및 소둔온도를 제어하여 제조된 저니켈 스테인리스강을 이용하여 기존 강판(고니켈 스테인리스강)과 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있는 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법은 열연강판을 열간소둔산세를 거쳐 1차 냉연강판을 제조하는 단계; 상기 1차 냉연강판을 냉간압연하여 2차 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 2차 냉연강판을 다시 냉간압연하여 최종 냉연강판을 제조하는 단계;를 포함하되, 상기 각각의 냉간압연 시 60% 내지 80%의 압하율로 압연한 뒤, 1030~1050℃로 소둔한다. 이러한 구성에 의하여, 기존 고가의 강판을 대체할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.The present invention is a low-nickel stainless steel for automobile brakes that can secure corrosion resistance and formability equivalent to conventional steel sheets (high-nickel stainless steel) using low-nickel stainless steel manufactured by controlling cold reduction rate and annealing temperature, and the manufacture thereof. It is about a method. Low-nickel stainless steel for automobile brakes according to the present invention and a method for manufacturing the same are steps of manufacturing a primary cold rolled steel sheet through hot annealing of the hot rolled steel sheet; Cold rolling the primary cold rolled steel sheet to manufacture a secondary cold rolled steel sheet; And cold rolling the secondary cold rolled steel sheet again to produce a final cold rolled steel sheet. However, the second cold rolled steel sheet is rolled at a reduction ratio of 60% to 80% during each cold rolling, and then annealed at 1030 to 1050 ° C. By this configuration, it is possible to replace the existing expensive steel sheet can reduce the cost.
저니켈, 오스테나이트계, 스테인리스강, 내식성, 성형성, 냉간압하율 Low Nickel, Austenitic, Stainless Steel, Corrosion Resistance, Formability, Cold Rolling Rate
Description
본 발명은 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고니켈 스테인리스강과 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있는 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to low nickel stainless steel for automobile brakes and a method for manufacturing the same, and more particularly, to low nickel stainless steel for automobile brakes and a method for manufacturing the same, which can ensure corrosion resistance and formability equivalent to that of high nickel stainless steel. .
일반적으로, 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동 작용을 수행한다. 이러한 브레이크 구조에 따라 분류하면 크게 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나눌 수 있는데, 디스크식 브레이크는 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻게 되는 것으로, 일반적으로 승용차의 앞차축에 사용된다.In general, a brake mounted on a vehicle is used to decelerate a vehicle while driving or to maintain a stopped or stopped state, and converts kinetic energy during driving into thermal energy by a mechanical friction device to release its frictional heat into the air to perform a braking action. do. According to such a brake structure, it can be divided into drum type brake and disc type brake. Disc type brake is to obtain the braking force by strongly pressing the disk-shaped disc that rotates with the wheel with the pads on both sides. Used for the front axle.
최근에는 자동차용 브레이크로 디스크식 브레이크가 주종을 이루고 있으며, 향후 이러한 적용 추세는 보다 심화될 것으로 예상된다. 디스크식 브레이크는 패드 타입(Pad type)라고도 하며, 브레이크 패드는 브레이킹 작용 시마다 반복적인 토크(Torque) 전달을 해야 하므로, 제반 부품들에 있어 우수한 내구성을 가져야 한다.Recently, disc brakes are mainly used as automobile brakes, and the application trend is expected to intensify in the future. Disc brakes are also referred to as pad types, and the brake pads must be repeatedly torqued every time the braking action, and therefore have excellent durability in all parts.
특히, 브레이크 패드스프링은 패드 작동 시 앞뒤로 움직일 때 가이드(Guide) 역할을 하는 부품으로 내구성이 특히 중요하다. 이러한 패드스프링은 가이드부의 밀착성 증대를 위한 마찰재 패드 습동부 기준면 확보, 차량 진동흡수 및 마찰재 패드 작동 위치 이탈 방지 및 패드 슬라이딩부 녹 발생에 의한 고착 현상이 없어야 한다.In particular, the brake pad spring is a component that acts as a guide when moving back and forth during pad operation, and durability is particularly important. The pad spring should be secured by the friction pad pad sliding reference plane to increase the adhesion of the guide part, the vehicle vibration absorption and the friction pad pad to prevent the deviation of the operation position and there should be no sticking phenomenon due to the rust of the pad sliding portion.
이와 같이 구조재로서의 내구성 및 내식성이 요구되므로 현재 주로 사용되고 있는 강판은 STS301강이며, 내구성 향상을 위해 단순 소둔된 상태가 아닌 적절한 냉간압연 압하율을 통해 강도를 높인 강판이 사용되고 있다. 이처럼 고니켈 스테인리스강이 사용되는 이유는 가공경화능이 우수할 뿐만 아니라 연성(Ductility) 영역이 커서 요구되는 고강도 영역에서도 성형성을 확보할 수 있기 때문이다.As such, since the durability and corrosion resistance as a structural material is required, the steel sheet mainly used is STS301 steel, and a steel sheet having high strength through appropriate cold rolling reduction rate is used instead of a simple annealed state to improve durability. The reason why high-nickel stainless steel is used is not only excellent work hardening ability but also a high ductility area, so that moldability can be secured even in a required high strength area.
그러나, 고니켈 스테인리스강은 주요 합금원소의 하나인 니켈 가격의 급등으로 인하여 소재 단가 측면에서 사용자 측의 부담이 커지고 있다. 이에 따라 자동차 브레이크의 패드스프링용으로 기존의 고니켈 스테인리스강을 대체할 수 있는 내구성 및 내식성이 우수하면서도 저가인 새로운 대체 강종의 개발이 절실히 필요한 실정이다.However, high nickel stainless steel is a burden on the user side in terms of material unit price due to the surge in nickel prices, one of the major alloying elements. Accordingly, there is an urgent need to develop a new alternative steel grade with excellent durability and corrosion resistance that can replace the existing high nickel stainless steel for pad springs of automobile brakes.
따라서, 본 발명의 목적은 자동차 브레이크의 패드 스프링용으로 냉간압하율 및 소둔온도를 제어하여 제조된 저니켈 스테인리스강을 이용하여 기존 강판(고니켈 스테인리스강)과 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있는 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to ensure the corrosion resistance and formability equivalent to conventional steel sheets (high nickel stainless steel) by using a low nickel stainless steel manufactured by controlling the cold reduction rate and annealing temperature for the pad spring of the automobile brake. The present invention provides a low nickel stainless steel for automobile brakes and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강의 제조방법은 열연강판을 열간소둔산세를 거쳐 1차 냉연강판을 제조하는 단계; 상기 1차 냉연강판을 냉간압연하여 2차 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 2차 냉연강판을 다시 냉간압연하여 최종 냉연강판을 제조하는 단계;를 포함하되, 상기 각각의 냉간압연 시 60% 내지 80%의 압하율로 압연한 뒤, 1030~1050℃로 소둔처리한다.Method for producing a low nickel stainless steel for automobile brakes according to the present invention comprises the steps of manufacturing a primary cold rolled steel sheet through hot annealing of the hot rolled steel sheet; Cold rolling the primary cold rolled steel sheet to manufacture a secondary cold rolled steel sheet; And cold rolling the second cold rolled steel sheet again to produce a final cold rolled steel sheet. The cold rolled steel sheet is rolled at a reduction ratio of 60% to 80% during each cold rolling, followed by annealing at 1030 to 1050 ° C. .
또한, 상기 냉간압연 시 온도는 1030~1050℃로 유지한다.In addition, the cold rolling temperature is maintained at 1030 ~ 1050 ℃.
또한, 상기 최종 냉연강판은 소둔산세 후, 20% 내지 30%의 압하율로 압연한다.The final cold rolled steel sheet is rolled at a reduction ratio of 20% to 30% after annealing.
또한, 상기 최종 냉연강판은 중량%로, Cr:15~17, Mn:8~10, Ni:0.2~0.3, N:0.2~0.3, C:0.02~0.04, 잔부 Fe 및 불가피하게 함유되는 원소를 포함한다.In addition, the final cold-rolled steel sheet by weight, Cr: 15 ~ 17, Mn: 8 ~ 10, Ni: 0.2 ~ 0.3, N: 0.2 ~ 0.3, C: 0.02 ~ 0.04, the balance Fe and inevitably contained elements Include.
본 발명에 따른 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강은 중량%로, Cr:15~17, Mn:8~10, Ni:0.2~0.3, N:0.2~0.3, C:0.02~0.04, 잔부 Fe 및 불가피하게 함유되는 원소를 포함하며, 강판을 60% 내지 80%의 압하율로 냉간압연을 2회 실시한 뒤, 1030℃ 내지 1050℃에서 소둔처리 후 추가로 20% 내지 30%의 압하율로 조질압연을 실시하여 1100~1150MPa의 인장강도와 750MPa 이상의 항복강도를 갖는다.Low-nickel stainless steel for automobile brakes according to the present invention, in weight percent, Cr: 15-17, Mn: 8-10, Ni: 0.2-0.3, N: 0.2-0.3, C: 0.02-0.04, balance Fe and inevitable And cold rolling is carried out twice at a reduction ratio of 60% to 80%, and after tempering at 1030 ° C to 1050 ° C, temper rolling is further performed at a reduction rate of 20% to 30%. It has a tensile strength of 1100 ~ 1150MPa and a yield strength of 750MPa or more.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 자동차 브레이크의 패드 스프링용으로 냉간압하율 및 소둔온도를 제어하여 제조된 저니켈 스테인리스강을 이용하여 기존 강판(고니켈 스테인리스강)과 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 최종 부품성능을 만족하는 물성을 확보할 수 있음으로써, 기존 고가의 강판을 대체할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.As described above, according to the present invention By using cold nickel stainless steel manufactured by controlling cold reduction rate and annealing temperature for pad springs of automobile brakes, it can not only secure corrosion resistance and formability equivalent to that of conventional steel sheets (high nickel stainless steel), but also improve final part performance. By securing the satisfactory physical properties, it is possible to replace the existing expensive steel sheet can reduce the cost.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동차 브레이크용 저니켈 스테인리스강 및 그의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail a low nickel stainless steel for automobile brakes and a method of manufacturing the same according to the present invention.
도 1은 자동차용 디스크 브레이크를 나타내는 개략도이고, 도 2는 패드스프링을 나타내는 사시도이다.1 is a schematic view showing a disc brake for an automobile, and FIG. 2 is a perspective view showing a pad spring.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 자동차용 디스크 브레이크는 캘리퍼바디(1), 토크멤버(2), 실린더(10), 한 쌍의 패드플레이트(7), 디스크 로터(6) 및 한 쌍의 패드스프링(11)을 포함한다. 캘리퍼바디(1)는 차축에 고정되며, 토크멤버(2)는 캘리퍼바디(1)의 내측으로 축결합되어 고정되는 동시에 패드플레이트(7)가 삽입 되어 슬라이딩 이동을 가능하게 해주는 안내홈(4)이 형성된다. 실린더(10)는 캘리퍼바디(1)의 일측에 형성된 홀과 결합하고 브레이크 패달의 압력에 따라 유압을 발생시키키고, 한 쌍의 패드플레이트(7)는 토크멤버(2)의 안내홈(4)에 삽입되도록 돌출턱(9)이 형성되는 동시에 한쪽이 실린더(10)과 접하는 한 쌍의 마찰패드(8)를 구비한다.Referring to FIGS. 1 and 2, generally, a disc brake for an automobile includes a caliper body 1, a torque member 2, a
그리고, 디스크 로터(6)는 패드플레이트(7)의 사이에 위치하여 패드플레이트(7)에 의해 마찰되는 디스크 플레이트(5)가 형성되고 차량의 휠과 함께 회전하며, 한 쌍의 패드스프링(11)은 돌출턱(9)을 수용한 상태로 안내홈(4)에 끼워지는 굴곡부(탄력지지부)를 구비하고, 토크멤버(2)의 내측에 고정되기 위한 걸림돌기(105)가 내측에 형성된다.Then, the disc rotor (6) is located between the pad plate (7) is formed a disc plate (5) which is rubbed by the pad plate 7 and rotates together with the wheel of the vehicle, a pair of pad spring 11 ) Has a bent portion (elastic support portion) to be fitted to the guide groove 4 in the state of receiving the projection jaw (9), the
특히, 패드스프링(11)은 토크멤버(2)와 패드플레이트(7) 사이에 개재되는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 패드플레이트(7)의 외주면 일부를 감싸는 형태로 지지하는 탄력지지부(101)와, 패드플레이트(7)가 슬라이딩 이동되는 패드가이드부(102)와, 캘리퍼의 돌출부(3)에 끼워져 고정되는 캘리퍼고정부(103)가 순차적으로 형성된 2개의 대칭형 수직부(100)가 연결부(200)에 의하여 연결되어 있다.Particularly, the pad spring 11 is interposed between the torque member 2 and the pad plate 7, and as shown in FIG. 2, an elastic support part for supporting a part of the outer circumferential surface of the pad plate 7 is provided. 101, a two symmetrical
탄력지지부(101)는 끝부분이 패드플레이트(7)의 모서리를 감쌀 수 있도록 적당한 곡률을 이루면서 돌출된 모양이고, 패드가이드부(102)와 캘리퍼고정부(103)는 한 면을 공유한다. 또한, 패드가이드부(102) 및 캘리퍼고정부(103)에는 패드플레이트(7)의 슬라이딩이동 및 조립을 용이하게 하기 위한 가이드돌기(104)가 형성되고, 탄력지지부(101) 또는 캘리퍼고정부(103)의 안쪽에는 걸림돌기(105)가 형성된 모양이다.
본 발명에 따른 패드스프링(11)은 중량%로, Cr:15~17, Mn:8~10, Ni:0.2~0.3, N:0.2~0.3, C:0.02~0.04, 잔부 Fe 및 불가피하게 함유되는 원소를 포함하는 저니켈 스테인리스강이다. 스프링 특성 및 내구성을 충족시킬 수 있도록 냉간압연 시 냉간압하율을 60% 내지 80%로 유지하고, 소둔온도를 1030~1050℃로 제어하여 제조된다. 이에 의해 기존 강판(고니켈 스테인리스강)과 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 최종 부품성능을 만족하는 물성을 확보할 수 있다. 기존 고가의 강판에서 니켈 함량을 낮추어 원가를 절감시킬 수 있으며, 가공경화특성 및 연성이 풍부하고, 패드스프링으로서의 피로특성을 만족시킬 수 있다.The pad spring 11 according to the present invention is contained in weight percent of Cr: 15 to 17, Mn: 8 to 10, Ni: 0.2 to 0.3, N: 0.2 to 0.3, C: 0.02 to 0.04, balance Fe and inevitably. Low nickel stainless steel containing the element to be. It is manufactured by maintaining the cold reduction rate at 60% to 80% during cold rolling to control the spring characteristics and durability, and controlling the annealing temperature to 1030 ~ 1050 ℃. As a result, corrosion resistance and formability equivalent to those of existing steel sheets (high nickel stainless steel) can be secured, and physical properties satisfying final part performance can be secured. The cost can be reduced by lowering the nickel content in the existing expensive steel sheet, it is rich in work hardening characteristics and ductility, and can satisfy the fatigue characteristics as a pad spring.
본 발명에 사용된 저니켈 스테인리스강은 고니켈 스테인리스강에서 값비싼 Ni 함량을 저감시키고, 대신 저렴한 Mn 함량을 높인 강종이다.Low-nickel stainless steel used in the present invention is a high grade stainless steel to reduce the expensive Ni content, and instead increase the low Mn content.
이하, 본 발명의 조성범위와, 그 한정이유를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the composition range of the present invention and the reason for limitation thereof will be described in more detail.
Cr은 함량이 낮으면 내식성이 저하하고 함량이 너무 높아지면 내식성은 향상이 되나 강도가 높고 연신율이 낮아 가공성을 저하시키기 때문에 그 함량은 15~17%로 한정한다.If Cr is low in content, the corrosion resistance is lowered. If the content is too high, the corrosion resistance is improved, but the strength is high and the elongation is low, which lowers the workability. Therefore, the content is limited to 15 to 17%.
Mn은 강도 증가 및 오스테나이트 상을 안정화시키는 필수적인 원소이므로 8% 이상 첨가하고, 반면 그 함량이 높아지면 MnS를 용출하여 내공식성을 저하시키기 때문에 10% 이하로 한정한다.Since Mn is an essential element for increasing the strength and stabilizing the austenite phase, 8% or more of Mn is added. However, Mn is limited to 10% or less because MnS elutes to lower pitting resistance.
Ni은 연성 및 충격에너지 등의 기계적 성질을 향상시키지만, 그 첨가량이 4.0%를 초과하는 경우에는 첨가효과가 포화되므로, 경제적인 측면을 고려하여 Ni의 첨가량은 0.2~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.Ni improves the mechanical properties such as ductility and impact energy, but when the addition amount exceeds 4.0%, the addition effect is saturated. Therefore, it is preferable to limit the addition amount of Ni to 0.2 to 0.3% in consideration of economic aspects. .
N는 과다하면 내식성을 저하시키기 때문에 적을수록 좋으므로 상한은 0.3%로 한정하였고, 과도한 저하는 정련 비용의 증가로 이어지므로 하한을 0.2%로 한정한다.If N is excessive, the lower the lower limit is 0.3% because the lower the better, the excessive limit leads to an increase in refining cost, so the lower limit is limited to 0.2%.
C는 적층결함에너지를 높혀서도 ε(입실런)-마르텐사이트 발생을 억제하고, 오스테나이트의 안정성을 높히므로 0.02% 이상 첨가하고, 그 함량이 0.04% 초과인 경우에는 적층결함에너지가 너무 높게 되어 쌍정 발생의 효과가 없고 오스테나이트상의 고용한도를 넘어서 탄화물이 과다하게 석출되므로 연성과 성형성을 해치기 때문에 탄소의 함량은 0.02~0.04% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.C suppresses the formation of ε (epsilon) -martensite and increases the stability of austenite even when the lamination defect energy is increased, and is added at least 0.02%, and when the content is more than 0.04%, the lamination defect energy is too high. It is preferable to limit the content of carbon to 0.02 to 0.04% or less since the effect of twinning does not occur and carbides are excessively precipitated beyond the austenite phase solid solution limit.
다음은 본 발명의 제조조건과 그에 대한 한정 이유를 설명한다.The following describes the manufacturing conditions of the present invention and the reason for the limitation thereof.
본 발명에서는 강판을 60% 내지 80%의 압하율로 냉간압연을 2회 실시한 뒤, 1030℃ 내지 1050℃에서 소둔처리 후 추가로 20% 내지 30%의 압하율로 조질압연을 실시하여 최종 조질압연재로 제조한다.In the present invention, after cold-rolling the steel sheet twice at a reduction ratio of 60% to 80%, annealing at 1030 ℃ to 1050 ℃ and then tempered rolling at a reduction ratio of 20% to 30% to the final crude pressure Manufactured by soft material.
여기서 냉간압연 시 압하율이 60% 미만일 경우, 최종 목표 게이지(Gauge) 도달을 위해 냉간압연 횟수를 추가해야 하는 문제점이 있고, 80%를 초과할 경우, 고강도강으로 압하량 증가에 따른 압연설비의 한계에 따른 문제점이 있다.Here, when the cold rolling rate is less than 60%, there is a problem that the number of cold rolling should be added to reach the final target gauge (Gauge), and if it exceeds 80%, the rolling equipment according to the increased rolling amount by high strength steel There is a problem with the limitations.
그리고, 1030℃ 미만에서 소둔을 할 경우, 탄질화물의 분해가 미흡하여 내식성의 저하를 초래할 문제점이 있고, 1050℃를 초과하여 소둔을 할 경우, 입도(Grain size) 성장이 지나쳐서 연질화를 초래하여 패드스프링 강도 스펙을 만족시키지 못할 우려 및 패드스프링 스탬핑 제조 시 벤딩부위에서 입도조대화로 인한 오렌지필 현상의 심화가 있을 문제점이 있다.In addition, when annealing at less than 1030 ℃, there is a problem that the decomposition of carbonitride is insufficient to cause corrosion resistance, and when annealing above 1050 ℃, grain size growth is excessive to cause soft nitriding There is a concern that the pad spring strength specification may not be satisfied and the orange peel phenomenon may be intensified due to coarse grain size at the bending part when manufacturing the pad spring stamping.
또한, 2회의 냉간압연 뒤 조질압연 시 압하율을 20% 미만으로 할 경우, 패드스프링 강도 Spec을 만족시키지 못할 문제점이 있고, 30%를 초과할 경우, 패드스프링 연신율 Spec을 만족시키지 못할 문제점이 있다.In addition, if the rolling reduction ratio during temper rolling after two cold rolling is less than 20%, there is a problem that the pad spring strength spec is not satisfied, and when it exceeds 30%, the pad spring elongation spec is not satisfied. .
이러한 조성범위와 제조조건을 통해 제조된 저니켈 스테인리스강의 최종강판이 패드스프링의 요구특성을 만족하는지를 확인하기 위하여 제반 성능 및 내구성 시험이 필요하며, 하기 실시예를 통하여 확인할 수 있다.In order to confirm whether the final steel sheet of low nickel stainless steel manufactured through such a composition range and manufacturing conditions satisfies the required characteristics of the pad spring, various performance and durability tests are required and can be confirmed through the following examples.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(실시예)(Example)
본 발명자들은 자동차 구조재로서 저니켈 스테인리스강의 내구성 및 강도 확보 측면에서, 소둔된 상태의 STS204M 강판과 STS301L 강판의 기계적 성질 및 성형성을 비교하였다.The present inventors compared the mechanical properties and formability of the STS204M steel sheet and the STS301L steel sheet in the annealed state in terms of securing durability and strength of low nickel stainless steel as an automobile structural material.
도 3은 본 발명에서 사용된 STS204M 강판과 기존 STS301L 강판과의 기계적 특성 비교를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a comparison of the mechanical properties of the STS204M steel sheet used in the present invention and the existing STS301L steel sheet.
도 3을 참조하면, 본 발명의 STS204M 강판이 기존 STS301L와 대비하여 강도 및 연신율이 약 10% 이상 우수한 것을 확인할 수 있다. 이러한 원인으로는 먼저, STS204M의 합금원소 중 질소 함량이 2000ppm 이상으로 변형 시 고용강화가 활성화되어 초기 변형부터 급격한 강도의 증가를 가져올 수 있다. 그리고, STS204M는 STS301L과 대비하여 상안정성이 높아 변형에 따른 상변태가 보다 지속적으로 일어나므로 연성 측면에서도 우수한 특성을 보인다고 할 수 있다.Referring to Figure 3, it can be seen that the STS204M steel sheet of the present invention is superior in strength and elongation of about 10% or more compared to the existing STS301L. For this reason, first, when the nitrogen content of the STS204M alloy element is deformed to more than 2000ppm solid solution strengthening is activated can lead to a sharp increase in strength from the initial deformation. In addition, since STS204M has higher phase stability than STS301L, phase transformation due to deformation occurs more consistently, thus showing excellent characteristics in terms of ductility.
(mg)Weight loss rate
(mg)
(hr)Immersion time
(hr)
(g/㎡hr)Corrosion rate
(g / ㎡hr)
[표 1]은 STS204M의 내식 특성을 평가한 것으로, 6% FeCl3 용액 내에서 침지 시 STS301L 대비하여 내식성이 우수함을 알 수 있다. 이는 브레이크 패드스프링 부품의 요구 특성인 패드 슬라이딩부 녹발생 방지를 위한 요건이 STS301L 대비 불리하지 않음을 확인한 것이다. 즉, 침지시간을 6시간, 24시간으로 실험하였는데, STS204M의 경우 부식률이 각각 2.09g/㎡hr, 3.20g/㎡hr이고, STS301L의 경우 부식률이 각각 3.06g/㎡hr, 4.93g/㎡hr으로 STS204M보다 더 높게 나타남을 알 수 있다.Table 1 evaluates the corrosion resistance of STS204M, and it can be seen that the corrosion resistance is superior to STS301L when immersed in 6% FeCl3 solution. This confirms that the requirement for preventing the sliding of the pad sliding part, which is a required characteristic of the brake pad spring component, is not disadvantageous compared to STS301L. In other words, the immersion time was tested for 6 hours and 24 hours. In the case of STS204M, the corrosion rates were 2.09 g / m 2 hr and 3.20 g / m 2 hr, respectively. In the case of STS301L, the corrosion rates were 3.06 g / m 2 hr and 4.93 g / m, respectively. It can be seen that m 2 hr is higher than STS204M.
(%)Reduction rate
(%)
(Kg/㎟)Yield strength
(Kg / mm2)
(Kg/㎟)The tensile strength
(Kg / mm2)
(%)Elongation
(%)
분율Marten
[표 2]는 냉간압하율 변화에 따른 STS204M과 STS301L 각각의 기계적 특성의 변화를 나타낸다. 패드스프링에 요구되는 중요 특성인 실제 반복 가이드(Guide) 역할과 관련하여 스프링 계수의 증가 및 내구성 향상을 위해 냉간압하율을 변화시키며 [표 2]와 같은 값을 측정하였다. [표 2]에서 알 수 있는 바와 같이, STS204M은 STS301L 대비 압하율 증가에 따른 가공경화가 더 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, STS204M은 압하율이 증가할수록 STS301L 대비 항복강도, 인장강도는 점점 증가하고, 연신율은 점점 감소되어 가공경화 특성이 점점 더 향상됨을 알 수 있다.Table 2 shows the change in mechanical properties of STS204M and STS301L according to the cold rolling rate change. In relation to the role of the actual repeating guide (Guide), an important characteristic required for the pad spring, the cold reduction rate was changed to increase the spring coefficient and to improve the durability, and the values as shown in [Table 2] were measured. As can be seen in [Table 2], it can be seen that STS204M appears to have a greater work hardening due to an increase in reduction ratio compared to STS301L. That is, as the reduction ratio of STS204M increases, the yield strength and tensile strength of STS301L increase gradually, and the elongation decreases gradually, thereby improving work hardening characteristics.
본 발명의 도 2의 형상을 갖는 패드스프링 가공 시, 90°벤딩(Bending) 영역에서는 강판의 입도가 지나치게 클 때 오렌지 필(Orange peel)이라고 불리는 표면 거침 현상이 나타날 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 열연강판을 2회에 걸쳐 60% 내지 80%의 압하율로 냉간압연하고, 이후 1030℃ 내지 1050℃에서 소둔처리를 하여 평균입도가 20㎛ 이하가 되도록 냉연조건을 설정하였다.In the pad spring processing having the shape of FIG. 2 of the present invention, in the 90 ° bending region, when the grain size of the steel sheet is too large, a surface roughness called orange peel may appear. In order to prevent this, in the present invention, the hot rolled steel sheet is cold rolled twice at a reduction ratio of 60% to 80%, and then subjected to annealing at 1030 ° C to 1050 ° C to set cold rolling conditions such that an average particle size is 20 μm or less. It was.
도 4는 소재 가공 온도에 따른 표면의 입도를 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing the particle size of the surface according to the material processing temperature.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 소둔온도인 1040℃에서 강판을 가공하였을 경우에는 입도가 조대화되지 않았으나, 본 발명의 소둔온도 범위를 벗어난 1070℃ 및 1100℃에서 강판을 가공하였을 경우에는 입자가 조대화되어 패드스프링의 소재로 적합하지 않음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, when the steel sheet was processed at annealing temperature of 1040 ° C. according to the present invention, the grain size was not coarsened, but when the steel sheet was processed at 1070 ° C. and 1100 ° C. outside the annealing temperature range of the present invention, the particles were grained. It can be seen that is not suitable as a material of the pad spring is coarse.
도 5는 본 발명에 따른 소재의 제조 공정을 나타내는 순서도이다.5 is a flow chart showing the manufacturing process of the raw material according to the present invention.
패드스프링 부품은 차종별로 약간의 차이를 보일 수는 있으나, 대부분 강판 두께가 0.4~0.5㎜ 전후로 본 발명에서는 0.4㎜ 강판을 목표(Target)로 한 결과에 대해 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 전체적인 강판의 제조 공정을 알아보도록 한다.The pad spring parts may show a slight difference depending on the type of vehicle, but most of the thickness of the steel sheet is about 0.4 to 0.5 mm in the present invention. Referring to FIG. Examine the manufacturing process of steel sheet.
일반적인 제조공정인 전기로-정련로-성분조정-연속주조를 거쳐 강판 최종 두께 기준 열연강판(0.4㎜)을 60% 내지 80%의 압하율을 갖는 1차 냉간압연을 통해 1차 냉연강판의 두께를 1.4㎜로 제조한다. 이후, 1차 냉연강판를 60% 내지 80%의 압하율을 갖는 2차 냉간압연을 통해 2차 냉연강판의 두께를 0.47㎜로 제조한다. 이후 소둔을 하는데, 소둔 시 적정온도는 1030℃ 내지 1050℃이며, 이렇게 제조된 냉연강판의 평균입도는 20㎛ 이하이다. 이후, 2차 냉연강판은 20% 내지 30%의 압하율로 조질압연을 실시하여 최종 조질압연재(0.39㎜)로 제조된다. 최종 조질압연재의 인장강도는 1100~1150MPa, 항복강도는 750MPa 이상이며, 연신율은 18% 이상이고, 경도는 370~380이다.The thickness of the primary cold rolled steel sheet through primary cold rolling, which has a rolling reduction ratio of 60% to 80%, based on the final thickness of the steel sheet (0.4 mm) based on the electric furnace-refining furnace-component adjustment-continuous casting, which is a general manufacturing process. To 1.4 mm. Thereafter, the thickness of the secondary cold rolled steel sheet is 0.47 mm through secondary cold rolling having the primary cold rolled steel sheet having a reduction ratio of 60% to 80%. After annealing, the annealing temperature is 1030 ℃ to 1050 ℃, the average particle size of the cold rolled steel sheet thus prepared is 20㎛ or less. Thereafter, the secondary cold rolled steel sheet is subjected to temper rolling at a reduction ratio of 20% to 30% to produce a final temper rolled material (0.39 mm). Tensile strength of the final rough rolled material is 1100 ~ 1150MPa, yield strength is 750MPa or more, elongation is 18% or more, hardness is 370 ~ 380.
22%
22%
이와 같은 공정을 통해 얻은 얇은 두께의 냉연강판을 이용하여 최종 냉연압하율을 20% 내지 30%의 압하율로 제어함으로써, 패드스프링의 내구성을 만족하는 물성을 [표 3]의 예와 같이 확보할 수 있었다.By controlling the final cold rolling rate to 20% to 30% by using a thin cold rolled steel sheet obtained through such a process, the physical properties satisfying the durability of the pad spring can be secured as shown in the example of [Table 3]. Could.
[표 4]는 본 발명을 통해 브레이크 패드스프링으로 개발된 강판의 성능 및 내구특성 결과를 나타낸다. 최종 확보된 강판의 물성이 패드스프링 성능특성을 만족함을 알 수 있는데, 최적의 강판 조건을 확보한 STS204M의 경우 제반 특성이 만족됨을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 STS204M 개발강이 자동차 브레이크 패드스프링용에 적합한 물성 확보가 가능하며, 그 적정 영역이 존재한다는 것을 의미하는 것이다.Table 4 shows the results of the performance and durability characteristics of the steel sheet developed by the brake pad spring through the present invention. It can be seen that the physical properties of the finally secured steel sheet satisfies the pad spring performance characteristics, and in the case of STS204M having the optimum steel sheet conditions, all the characteristics are satisfied. This means that the STS204M development steel of the present invention can secure suitable physical properties for automobile brake pad springs, and that an appropriate area exists.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 냉간압하율 및 소둔온도를 제어하여 제조된 저니켈 스테인리스강을 이용하여 기존 강판(고니켈 스테인리스강)와 동등한 내식성 및 성형성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 최종 부품성능을 만족하는 물성을 확보할 수 있음으로써, 기존 고가의 강판을 대체할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by using the low-nickel stainless steel manufactured by controlling the cold reduction rate and annealing temperature, as well as to ensure the corrosion resistance and formability equivalent to the existing steel sheet (high nickel stainless steel) as well as the final part By securing the physical properties satisfying the performance, it is possible to replace the existing expensive steel sheet can reduce the cost.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 자동차용 디스크 브레이크를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing a disc brake for an automobile.
도 2는 패드스프링을 나타내는 사시도.Figure 2 is a perspective view of the pad spring.
도 3은 본 발명에서 사용된 STS204M 강판과 기존 STS301L 강판과의 기계적 특성 비교를 나타내는 그래프.Figure 3 is a graph showing the comparison of the mechanical properties of the STS204M steel sheet used in the present invention and the existing STS301L steel sheet.
도 4는 강판 가공 온도에 따른 표면의 입도를 나타내는 사진.Figure 4 is a photograph showing the particle size of the surface according to the steel sheet processing temperature.
도 5는 본 발명에 따른 강판의 제조 공정을 나타내는 순서도.5 is a flow chart showing a manufacturing process of the steel sheet according to the present invention.
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