KR101253806B1 - High sulfur free cutting steel having excellent machinability and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Pb을 첨가하지 않고도 S의 함량을 일정범위 이상으로 제어하고, 압연시 압연온도를 제어함으로써, 쾌삭강의 절삭가공시 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강과 그 쾌삭강을 제조하기 위한 방법을 제공한다.The present invention provides a high sulfur free cutting steel and a method for producing the free cutting steel having excellent machinability during cutting of free cutting steel by controlling the content of S over a certain range without adding Pb and controlling the rolling temperature during rolling. .
상세하게는, 중량%로, C: 0.07~0.1%이하, S: 0.4~0.5%, Mn: 1.2~1.6%, P: 0.07~0.09%, T[O]: 270ppm 이상, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강을 제공하고, 상기 성분계 및 조성범위를 갖는 주편을 1300℃ 이상의 범위에서 고온압연하는 단계를 포함하는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강의 제조방법을 제공한다.Specifically, in weight percent, C: 0.07 to 0.1% or less, S: 0.4 to 0.5%, Mn: 1.2 to 1.6%, P: 0.07 to 0.09%, T [O]: 270 ppm or more, balance Fe and other unavoidable Provided is a high sulfur free cutting steel having excellent machinability including impurities, and a method for producing a high sulfur free machinability having excellent machinability, comprising the step of hot-rolling a slab having the above component type and composition range in a range of 1300 ° C. or higher.
쾌삭강, 황, 절삭성, 피삭성 Free cutting steel, sulfur, machinability, machinability
Description
본 발명은 고유황 쾌삭강 및 상기 쾌삭강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피삭성 향상원소이지만 환경이나 인체에 유해한 Pb을 사용하지 않고 강성분 및 제조조건을 제어하여, 압연 후 표면이 우수하고 절삭가공이 용이한 고유황 쾌삭강 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high sulfur free cutting steel and a method for manufacturing the free cutting steel, and more specifically, to improve the machinability, but to control the steel components and manufacturing conditions without using Pb harmful to the environment or human body, the surface after rolling is excellent The present invention relates to a high sulfur free-cutting steel and a method of manufacturing the same.
쾌삭강이란 강재의 피삭성(machinability)을 고도로 향상시킨 강을 의미하며, 이러한 쾌삭강은 자동차의 유압부품, 프린터 등에 사용될 수 있는 사무자동화 기기의 샤프트(Shaft), 기타 정밀 절삭가공용 부품 등의 소재로 널리 사용되고 있다.Free-cutting steel means steel with high machinability, and this free-cutting steel is widely used for materials such as shafts of office automation equipment that can be used for automobile hydraulic parts, printers, and other precision cutting parts. It is used.
쾌삭강은 기본적으로 우수한 절삭성, 특히 기계적 절삭성을 지니며, 이를 위하여 종래에는 다양한 합금원소를 첨가하거나 내부에 개재물을 형성시키는 방법으로 절삭성을 향상시켜왔다. 절삭성을 향상시키기 위한 수단으로 비금속성 개재물이 이용되었다. Free-cutting steels basically have excellent machinability, in particular mechanical machinability. To this end, conventionally, machinability has been improved by adding various alloying elements or forming inclusions therein. Non-metallic inclusions have been used as a means to improve machinability.
CNC 선반 등 가공장치를 이용하여 강재를 절삭할 때, 공구 팁(Tip)과 강재가 접촉하는 부위에서 비금속성 개재물들이 응력 집중원으로 작용하여 개재물과 기지(Matrix)계면에서 보이드(Void)를 생성시킴으로써 균열(Crack)성장을 촉진하여 절삭에 필요한 힘을 감소시킬 수 있다.When cutting steel using a machining equipment such as a CNC lathe, non-metallic inclusions act as stress concentration sources at the point where the tool tip and steel contact, creating voids in the inclusion and matrix interfaces. In this way, crack growth may be promoted to reduce the force required for cutting.
종래 주로 이용되고 있는 비금속성 개재물은 MnS로서 산화물과 혼재한 상태의 구형 모양의 MnS가 가장 우수한 피삭성을 보인다. 금속성 개재물은 통상 피삭성 향상 원소라고 하는데, 상기 피삭성 향상원소로서 가장 대표적으로 적용되는 원소가 바로 납(Pb)과 비스무스(Bi)이다. 이들은 철에 대한 용해도가 매우 낮아 쾌삭강 내부에서 금속성 개재물로 존재하기가 용이할 뿐만 아니라, 융점도 낮아 기계가공시 공구팁에서 발생되는 열에 의해 쉽게 용융될 수 있다. 또한 피삭성을 높이기 위해서 금속성 또는 비금속성 개재물을 형성하도록 합금원소를 첨가한 결과, 열간 압연시 터짐 등의 표면결함이 발생하는 문제가 있다.The nonmetallic inclusion mainly used conventionally is MnS, and spherical MnS in the state mixed with oxide shows the best machinability. Metallic inclusions are commonly referred to as machinability enhancing elements, and the elements most typically applied as machinability enhancing elements are lead (Pb) and bismuth (Bi). They have a very low solubility in iron, which facilitates the presence of metallic inclusions in free-cutting steels, as well as low melting points that can be easily melted by the heat generated by the tool tip during machining. In addition, as a result of adding an alloying element to form a metallic or non-metallic inclusion in order to improve machinability, there is a problem that surface defects such as bursting occur during hot rolling.
저융점 Pb의 경우 절삭가공 중 용융되어, 윤활작용 및 칩(Chip)의 파쇄성을 높이는 효과가 있으나, 근본적인 절삭성의 향상은 MnS 개재물에 의해 결정된다고 할 수 있다. MnS 개재물의 크기가 크고 둥글수록 압연 중에 터짐이 억제되어 제품화가 유리하며, MnS 개재물의 수의 증가에 따라 절삭가공이 유리하다.In the case of low melting point Pb is melted during cutting, thereby improving the lubrication action and chip fracture property, but the improvement of the fundamental cutting ability can be said to be determined by the MnS inclusions. The larger and rounder the size of the MnS inclusions, the more bursting during rolling, which is advantageous in the commercialization, and the cutting is advantageous as the number of MnS inclusions increases.
하지만, S는 강의 취화를 일으키는 원소로 알려져 있어서, S의 함량을 높이면 압연성을 저하시키는 문제점이 있다. MnS 개재물의 크고 둥근 형상의 확보를 위해서는 고산소 확보가 요구되나, S의 탈산 및 Mn의 탈산 그리고 고산소로 인하여 주편의 표면에 기포성 결함이 발생되어 높은 표면품질을 확보하기 어렵다. 상기 이유로 S의 함량을 상향하더라도 산소의 함량을 낮추거나 Cr 등을 첨가하여 개재물을 미세화하는 방법이 요구되고 있다.However, S is known as an element that causes brittleness of steel, and there is a problem of lowering the rolling property by increasing the content of S. In order to secure the large round shape of the MnS inclusions, high oxygen is required, but due to deoxidation of S, deoxidation of Mn, and high oxygen, foaming defects are generated on the surface of the cast steel, making it difficult to secure high surface quality. For this reason, there is a need for a method of refining inclusions by lowering the content of oxygen or adding Cr, even though the content of S is increased.
쾌삭강에 대한 종래기술로는 일본 공개특허 제2004-027333호가 제안된 바 있다. 상기 종래기술은 C, Si, Mn, S, P, Nb, O 등의 원소를 특정범위로 한정하고 동시에 미세조직으로서 폴리고널 페라이트(Poligonal Ferrite)의 면적율을 5% 이상으로 한정하는 기술을 개시하였다. 그러나 상기 발명은 Nb, Mo, Zr 등의 고가 합금원소들을 다량 첨가시켰으면서도 쾌삭강에서 이들 합금철의 역할을 분명하게 제시하지는 못하였다. 또한, 폴리고널 페라이트의 면적율을 소기 범위로 한정하면서도 그 측정방법을 구체적으로 제시하지 못했다는 문제점이 존재한다.As a prior art for free cutting steel, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-027333 has been proposed. The prior art has disclosed a technique of limiting elements such as C, Si, Mn, S, P, Nb, O to a specific range, and simultaneously limiting the area ratio of polygonal ferrite to 5% or more as a microstructure. . However, the present invention does not clearly show the role of these ferroalloys in free cutting steel while adding a large amount of expensive alloying elements such as Nb, Mo, and Zr. In addition, while the area ratio of polygonal ferrite is limited to a desired range, there is a problem in that the measurement method is not presented in detail.
쾌삭강에 대한 다른 종래기술로는 일본 공개특허 제2000-265243호가 알려져 있다. 여기에서는 합금원소 C, Si, Mn, S, O, Bi 등을 일정량 첨가하며, 압연방향 단면에서 mm2당 Bi 개재물의 개수와 Bi 함량의 비율을 일정값 이상으로 한정하는 것 을 특징으로 한다. 한편 상기 발명은 Bi 개재물 개수와 Bi 함량의 비율을 한정하고 있으나, 실제로 쾌삭강 제조과정에서 그 비율을 제어하는 것이 곤란하다. 나아가, 이 발명은 산소를 0.003중량% 이하로 첨가하는 것을 특징으로 하고 있는데, 이러한 산소함량으로는 MnS 형상을 구형으로 제어하는 절삭성이 우수한 고산소 쾌삭강을 제공하기 어렵다.As another prior art for free cutting steel, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-265243 is known. Here, alloy elements C, Si, Mn, S, O, Bi and the like is added in a certain amount, characterized in that the ratio of the number of Bi inclusions and the Bi content per mm 2 in the cross section of the rolling direction to a certain value or more. On the other hand, the present invention limits the ratio of the number of Bi inclusions and Bi content, it is difficult to actually control the ratio in the manufacturing process of free cutting steel. Furthermore, this invention is characterized by adding oxygen at 0.003% by weight or less, but it is difficult to provide a high oxygen free cutting steel having excellent machinability for controlling the MnS shape to be spherical by such oxygen content.
쾌삭강 제조에 대한 또 다른 종래기술로는 일본 공개특허 제1993-345951호가 있다. 이 발명은 종래의 조괴법으로 제조한 쾌삭강과 동등 수준의 절삭성을 갖는 유황계 연속주조 쾌삭강에 관한 것으로, C, Mn, P, S，N 및 O2를 일정량 포함하고, MnS 개재물의 평균 사이즈를 50㎛2 이하로 하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이 발명은 MnS에 관한 내용을 개시하고 있으나 그 입자의 크기만을 제안하고 있을 뿐, MnS 형상이 절삭성에 미치는 영향에 대해서는 설명하지 못하고 있다.Another conventional technique for producing free cutting steel is Japanese Patent Laid-Open No. 1993-345951. This invention is the that, C, Mn, P, S, average size of including the N and O 2 amount, and the MnS inclusions on the sulfur-based continuous casting free cutting steel having an equivalent level of machinability and free cutting steel manufactured in a conventional tank goebeop It is characterized by being 50 micrometers 2 or less. However, the present invention discloses the contents of MnS, but only suggests the particle size, and does not explain the effect of MnS shape on machinability.
쾌삭강에 대한 또 다른 발명으로는 일본 공개특허 제1993-173593호가 있다. 상기 제안은 C, Mn, P, S，N 및 O2를 기본성분으로 하고, Si를 0.1 중량％ 이하，Al을 0.009 중량％ 이하로 제한하며，또한 20∼150ppm 범위의 N과 산화물계 개재물의 질량 합계가 50％ 이상인 것을 특징으로 한다. 하지만 쾌삭강 강재에서 산화물계 개재물의 질량을 측정하는 것이 현실적으로 곤란하다는 사실을 감안할 때, 측정이 곤란한 값을 일정범위로 제어한 이 발명은 그 실효성과 현실성에서 문제가 있는 것 으로 판단된다. Another invention for free cutting steel is Japanese Patent Laid-Open No. 1993-173593. The proposal is based on C, Mn, P, S, N, and O 2 , limits Si to 0.1 wt% or less, Al to 0.009 wt% or less, and also contains N and oxide inclusions in the range of 20 to 150 ppm. The total mass is 50% or more. However, in view of the fact that it is practically difficult to measure the mass of oxide-based inclusions in free-cutting steels, it is considered that the present invention, which controls a value that is difficult to measure to a certain range, is problematic in its effectiveness and practicality.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, Pb을 첨가하지 않고도 S의 함량을 일정범위 이상으로 제어하고, 압연시 압연온도를 제어함으로써, 쾌삭강의 절삭가공시 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강과 그 쾌삭강을 제조하기 위한 방법을 제공한다.The present invention is to solve the above problems, by controlling the content of S over a certain range without adding Pb, and by controlling the rolling temperature during rolling, high sulfur free cutting steel and its free cutting steel excellent in machinability during cutting It provides a method for preparing the.
본 발명은 중량%로, C: 0.1%이하, S: 0.4~0.5%, Mn: 1.2~1.6%, P: 0.07~0.09%, T[O]: 270ppm 이상, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강을 제공한다. 상기 쾌삭강은 [H]: 5ppm 이하를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 쾌삭강은 선재 또는 봉재 형태인 것이 바람직하다.The present invention includes, by weight, C: 0.1% or less, S: 0.4-0.5%, Mn: 1.2-1.6%, P: 0.07-0.09%, T [O]: 270 ppm or more, balance Fe and other unavoidable impurities. It provides a high sulfur free cutting steel having excellent machinability. The free cutting steel preferably further contains [H]: 5 ppm or less, and the free cutting steel is preferably in the form of a wire rod or a bar.
또한, 본 발명은 중량%로, C: 0.07~0.1%, S: 0.4~0.5%, Mn: 1.2~1.6%, P: 0.07~0.09%, T[O]: 270ppm 이상, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 주편을 1300℃ 이상의 압연 온도범위에서 고온압연하는 단계를 포함하는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is by weight, C: 0.07 ~ 0.1%, S: 0.4 ~ 0.5%, Mn: 1.2 ~ 1.6%, P: 0.07 ~ 0.09%, T [O]: 270ppm or more, balance Fe and other unavoidable Provided is a method for producing a high sulfur free cutting steel having excellent machinability, including the step of hot-rolling a cast containing impurities in a rolling temperature range of 1300 ℃ or more.
그리고, 본 발명은 중량%로, C: 0.07%이하, S: 0.4~0.5%, Mn: 1.2~1.6%, P: 0.07~0.09%, T[O]: 270ppm 이상, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 주편을 1200~1300℃의 압연 온도범위에서 고온압연하는 단계를 포함하는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is in weight percent, C: 0.07% or less, S: 0.4-0.5%, Mn: 1.2-1.6%, P: 0.07-0.09%, T [O]: 270 ppm or more, balance Fe and other unavoidable impurities It provides a manufacturing method of high sulfur free cutting steel having excellent machinability, including the step of hot-rolling the cast steel containing a high temperature in the rolling temperature range of 1200 ~ 1300 ℃.
상기 제조방법들에 있어서, 상기 쾌삭강은 [H]: 5ppm 이하를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 쾌삭강은 선재 또는 봉재 형태로 압연되는 것이 바람직하다.In the above manufacturing methods, the free cutting steel preferably further includes [H]: 5 ppm or less, and the free cutting steel is preferably rolled in the form of a wire rod or a bar.
본 발명은 강성분을 제어하고 이에 맞는 제조조건을 제어함으로써, 강재의 피삭성은 종래의 Pb쾌삭강과 유사하고, 안정적인 가공성을 갖는 절삭가공용 재료를 제공할 수 있다.By controlling the steel component and controlling the manufacturing conditions according to the present invention, the machinability of the steel is similar to the conventional Pb free cutting steel, it is possible to provide a cutting material having a stable workability.
본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 극복하고 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 깊이 검토한 결과, Pb 등을 첨가하지 않고서도 강성분을 제어하고 압연조건을 적절히 제어함으로써, Pb쾌삭강과 유사한 피삭성을 갖는 피삭성이 우수한 고유황 쾌삭강을 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.The present inventors have studied in depth to overcome the problems of the prior art and to achieve the object of the present invention, and as a result, by controlling the steel component and appropriately controlling the rolling conditions without adding Pb, etc., the machinability similar to Pb free cutting steel The present inventors have found that high sulfur free cutting steel having excellent machinability can be obtained.
본 발명의 쾌삭강의 성분계 및 조성범위에 대하여 상세히 설명하고자 한다.The component system and composition range of the free cutting steel of the present invention will be described in detail.
C: 0.1중량% 이하 (0은 제외)C: 0.1 wt% or less (excluding 0)
C는 강재의 강도를 향상시키는 필수성분이지만, 쾌삭강에서 그 함량이 높은 경우에는 쾌삭강의 강도가 높아져서 절삭 공구의 마모도를 높이는 문제점이 발생한다. 또한, 산소의 함량이 높거나 S의 함량이 높은 경우에는 압연가공성이 떨어지므로, 1300℃ 초과의 고온추출을 통한 압연을 하는 경우에는 C의 함량을 최대 0.1중량%까지 제한할 수 있으나, 1200~1300℃의 온도범위인 경우에는 추가적인 압연가공성을 확보하기 위하여 C의 함량을 0.07중량% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.C is an essential component for improving the strength of the steel, but when the content is high in the free cutting steel, the strength of the free cutting steel is increased to increase the wear of the cutting tool. In addition, when the oxygen content is high or the S content is high because the rolling workability, when rolling through high temperature extraction of more than 1300 ℃ C content can be limited to a maximum of 0.1% by weight, but 1200 ~ In the case of the temperature range of 1300 ℃ it is preferable to limit the content of C to 0.07% by weight or less in order to secure additional rolling workability.
S: 0.4~0.5중량%S: 0.4-0.5 wt%
S는 쾌삭강에서 응고시 MnS 개재물을 형성한다. MnS는 강재의 절삭성을 향상시켜 절삭공구의 마모를 줄여주고 피삭재의 표면조도를 개선하는 역할을 하기 때문에 매우 중요하다. S의 함량이 높을수록 상기 효과가 높게 나타나고, Pb 등 저융점원소의 첨가가 적거나, 첨가의 효과가 미미한 경우에는 S의 함량이 높아야 한다. 본 발명에서는 S의 함량은 0.4중량% 이상인 것이 바람직하다. 다만, 과다하게 함유하는 경우에는 취성이 증가하고 요구되는 Mn의 함량이 상승하여 원가가 상승하는 문제점이 발생할 수 있으므로 0.5중량%이하로 한정한다. 따라서, S의 함량은 0.4~0.5중량%로 한정하는 것이 바람직하다.S forms MnS inclusions upon solidification in free cutting steel. MnS is important because it improves the machinability of steel, which reduces the wear of cutting tools and improves the surface finish of the workpiece. The higher the content of S, the higher the effect, and if the addition of low melting point elements such as Pb, or if the effect of the addition is insignificant, the content of S should be high. In the present invention, the content of S is preferably 0.4% by weight or more. However, if excessively contained, brittleness is increased and the required content of Mn is increased so that the cost may be increased, so it is limited to 0.5 wt% or less. Therefore, the content of S is preferably limited to 0.4 to 0.5% by weight.
Mn: 1.2~1,6중량%Mn: 1.2-1,6 wt%
Mn은 상기 S와 반응을 하여 MnS 개재물을 만들어 강의 절삭가공성을 높인다. 그리고, 강의 S의 함량이 0.4중량%를 초과하는 경우에는 S에 의한 취성을 억제하기 위하여 Mn의 함량이 1.2중량% 이상이 되는 것이 바람직하다. 다만, Mn의 함량이 지나치게 과다할 경우에는 강도가 상승하여 공구의 마모도가 급격히 증가하고 경제적으로 불리하며, Mn이 산소와 반응으로 산소저하를 초래할 수 있으므로, 상기 Mn의 함량의 상한은 1.6중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서 Mn의 함량은 1.2~1.6중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 다만, S의 함량이 0.45중량%이상인 경우에는 Mn의 함량이 1.4중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.Mn reacts with S to form MnS inclusions to increase the machinability of the steel. In addition, when the content of S in the steel exceeds 0.4% by weight, the content of Mn is preferably 1.2% by weight or more in order to suppress brittleness by S. However, when the content of Mn is excessively excessive, the wear rate of the tool increases rapidly and economically disadvantageous, and Mn may cause oxygen reduction by reaction with oxygen, so the upper limit of the content of Mn is 1.6% by weight. It is preferable to limit to. Therefore, the content of Mn is preferably limited to 1.2 to 1.6% by weight. However, when the content of S is 0.45% by weight or more, the content of Mn is more preferably 1.4% by weight or more.
P: 0.07~0.09중량%, P: 0.07-0.09 weight%,
P는 가공경화를 촉진하고 절삭가공 중 칩(CHIP)의 파쇄성을 높이는 성분으로, 입계에 편석되어 피삭성을 향상시키는데, 이를 위해서는 0.07중량%이상 함유하는 것이 바람직하다. 다만, 기계적 성질과 냉간가공성을 확보하기 위해서 0.09중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 따라서 P의 함량은 0.07~0.09중량%로 한정하는 것이 바람직하다.P is a component that promotes work hardening and improves the fractureability of the chip during cutting, and segregates at grain boundaries to improve machinability. However, in order to ensure mechanical properties and cold workability, it is preferable not to exceed 0.09% by weight. Therefore, the content of P is preferably limited to 0.07 ~ 0.09% by weight.
T[O](total 산소): 270ppm 이상, T [O] (total oxygen): 270 ppm or more,
본 발명에서는 고산소 분위기에서 높은 S의 함량을 포함한 쾌삭강을 제조하기 위한 것이다. 산소는 MnS 개재물의 형상을 확보하기 위하여 함유하는 것으로서, 쾌삭강의 연속주조시 몰드에서 용강의 응고초기 미세한 MnO를 형성하고, 상기 MnO 는 MnS를 정출시키는 핵생성 사이트로 작용하게 된다. 본 발명에서는 T[O] 함량의 하한을 270ppm으로 하는데, 상기의 함량범위는 S의 함량이 높은 경우에는 일반적으로 적용하기 어려우나, 본 발명에서는 상기와 같이 C의 함량을 적절히 제어하고 가공조건을 적절히 제어하기 때문에, S의 함량이 높은 경우에도 적용이 가능하다. T[O]의 함량이 270ppm 미만인 경우에는 개재물이 미세화되고 개재물의 형상이 구형을 형성하지 못하고 불안정한 형상이 될 수 있다. 또한, T[O]의 함량이 450ppm을 초과하는 경우에는 용강표면의 불안정으로 용강이 넘치는 문제가 발생할 수 도 있다.In the present invention is to produce a high-quality cutting steel containing a high content of S in a high oxygen atmosphere. Oxygen is contained to secure the shape of the MnS inclusions. During continuous casting of free-cutting steel, oxygen forms fine initial MnO of molten steel in the mold, and the MnO acts as a nucleation site for crystallizing MnS. In the present invention, the lower limit of the T [O] content is 270 ppm, but the content range of the S content is high, but it is generally difficult to apply, but in the present invention, as described above, the content of C is appropriately controlled and the processing conditions are appropriate. Because of the control, it is possible to apply even when the S content is high. When the content of T [O] is less than 270 ppm, the inclusions may be miniaturized and the shape of the inclusions may not be spherical and may become unstable. In addition, when the content of T [O] exceeds 450ppm, the molten steel may overflow due to instability of the molten steel surface.
[H]: 5ppm 이하[H]: 5 ppm or less
본 발명에서는 고산소 조업 등으로 주편표면의 품질을 확보하기 어렵다. 특히 주편의 기공과 관련하여 수소의 영향은 크며, 본 발명에 요구하는 고산소와 더불어 수소의 함량이 증가할 경우 주편표면에 기공발생에 영향을 크게 작용한다. 수소의 함량이 5ppm을 초과하는 경우에는 수소에 의하여 주편에 기공이 발생할 수 있으므로, 그 상한은 5ppm으로 한정하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is difficult to secure the quality of the surface of the cast steel by high oxygen operation or the like. In particular, the effect of hydrogen in relation to the pores of the cast steel is great, and when the content of hydrogen increases with the high oxygen required for the present invention, it greatly affects the pore generation on the surface of the cast steel. When the content of hydrogen exceeds 5 ppm, since pores may occur in the cast steel by hydrogen, the upper limit is preferably limited to 5 ppm.
본 발명의 쾌삭강의 제조조건에 대하여 상세히 설명하고자 한다.It will be described in detail with respect to the manufacturing conditions of the free-cutting steel of the present invention.
압연온도: 1300℃ 이상Rolling temperature: 1300 ℃
본 발명에서 압연은 1300℃ 이상의 고온 범위에 실시하는 것이 바람직하다. 다만, 1200℃ 수준에서 압연을 하는 경우에는 추가적인 압연성을 확보하기 위하여 C의 함량을 0.07% 이하로 한정할 수 있다. 본 발명에서 압연온도의 상한을 한정하는 것은 아니지만, 압연조업 설비의 능력에 따라, 1350℃를 압연온도의 상한으로 할 수도 있다.In the present invention, rolling is preferably performed at a high temperature range of 1300 ° C or higher. However, when rolling at the level of 1200 ℃ may be limited to the content of C to 0.07% or less in order to secure additional rolling properties. Although it does not limit the upper limit of a rolling temperature in this invention, 1350 degreeC can also be made an upper limit of a rolling temperature according to the capability of a rolling operation equipment.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
(실시예1)(Example 1)
하기 표1에 기재되어 있는 성분계 및 조성범위를 갖는 주편을 제조한 후 1230~1250℃에서 압연하여 280mmφ의 봉재를 제조하고, 상기 봉재를 200m/min 의 절삭속도로 절삭하여 S의 함량에 따른 절삭저항의 변화를 평가하였다. After manufacturing the cast steel having the component system and composition range shown in Table 1, and then rolled at 1230 ~ 1250 ℃ to produce a bar of 280mmφ, cutting the bar at a cutting speed of 200m / min according to the content of S The change in resistance was evaluated.
(Pb쾌삭강)Comparative Example 5
(Pb free cutting steel)
비교예1 및 2는 S의 함량이 각각 0.30중량%, 0.37중량%로, 본 발명에서 의도하고자한 함량보다 낮아 절삭저항이 크게 나타났음을 알 수 있다. 또한, 비교예3 및 4는 표면품질이 불량하여 시편을 제작하기 곤란하였고, 발명예1 및 2는 종래의 Pb함유 쾌삭강(비교예5)과 유사한 절삭저항 값을 얻었음을 알 수 있다. 이를 통하여 S의 함량이 높을수록 절삭성이 우수해짐을 확인할 수 있다. Comparative Examples 1 and 2 are 0.30% by weight, 0.37% by weight, respectively, it can be seen that the cutting resistance is significantly lower than the intended content in the present invention. In addition, Comparative Examples 3 and 4 was difficult to produce a specimen because of poor surface quality, it can be seen that the invention examples 1 and 2 obtained a cutting resistance value similar to the conventional Pb-containing free cutting steel (Comparative Example 5). Through this, it can be seen that the higher the content of S, the better the machinability.
(실시예2)(Example 2)
하기 표2에 기재되어 있는 성분계 및 조성범위를 갖는 주편을 제조한 후 1230~1250℃에서 압연한 후 표면의 터짐이 발생하였는지 판단하여 하기 표2에 나타내었다. 발명예3, 4와 비교예6, 7을 통하여 C의 함량에 따른 표면터짐현상을 관찰해 보고, 수소의 함량을 제어하여 주편 표면의 터짐현상을 방지할 수 있는지 비교예8 내지 11을 통하여 관찰해 보고자 한다. After preparing a cast having a component system and composition range described in Table 2 after rolling at 1230 ~ 1250 ℃ it is shown in Table 2 to determine whether the surface burst occurred. Inventive Examples 3, 4 and Comparative Examples 6, 7 to observe the surface burst phenomenon according to the content of C, and observed through Comparative Examples 8 to 11 to prevent the burst phenomenon on the surface of the cast steel by controlling the content of hydrogen I want to try.
압연온도가 1230~1250℃일 경우 C의 함량의 범위는 0.07중량%이하이므로, 발명예3 및 4는 C의 함량이 본 발명에서 제안하고자 하는 범위내에 있는데 반하여, 비교예6 및 7은 각각 0.083과 0.072중량%로서, 본 발명의 C의 함량범위를 초과하는 것이다. 탄소함량이 0.07중량%를 초과한 비교예6 및 7의 표면품질을 관찰한 결과 표면터짐현상이 확인되었다. 또한, 도1 및 2는 각각 비교예6 및 7의 빌렛의 사진이고, 도3은 비교예7의 압연시 발생한 터짐현상을 찍은 사진이다. 비교예8 내지 11을 통하여 볼 때, S의 함량이 낮아 표면품질이 양호하여야 하나, 수소의 함량이 5ppm을 초과하는 비교예8 및 9는 표면터짐 현상을 확인할 수 있다. 그리고, 도4는 비교예9의 빌렛의 사진이며, 이를 통하여 수소를 제어하지 않은 경우에 표면터짐현상이 발생함을 확인할 수 있다.When the rolling temperature is 1230 ~ 1250 ℃ range of the content of C is less than 0.07% by weight, Inventive Examples 3 and 4, while the content of C is within the range to be proposed in the present invention, Comparative Examples 6 and 7 are each 0.083 And 0.072% by weight, which exceeds the content range of C of the present invention. As a result of observing the surface quality of Comparative Examples 6 and 7 in which the carbon content exceeded 0.07% by weight, surface burst phenomenon was confirmed. 1 and 2 are photographs of the billets of Comparative Examples 6 and 7, respectively, and FIG. 3 is a photograph showing a burst phenomenon generated during rolling of Comparative Example 7. FIG. Compared with Comparative Examples 8 to 11, the surface content should be good due to the low content of S, Comparative Examples 8 and 9 in which the content of hydrogen exceeds 5ppm can confirm the surface burst phenomenon. And, Figure 4 is a photograph of the billet of Comparative Example 9, it can be seen that the surface burst phenomenon occurs when the hydrogen is not controlled through this.
도1은 비교예1(빌렛)의 매크로 에칭(Macro Etching) 후 사진;1 is a photograph after macro etching of Comparative Example 1 (billet);
도2는 비교예2(빌렛)의 매크로 에칭(Macro Etching) 후 사진;Figure 2 is a photograph after macro etching of Comparative Example 2 (billet);
도3은 비교예2를 압연할 때 발생한 터짐현상을 찍은 사진;Figure 3 is a photograph of the burst phenomenon occurred when rolling Comparative Example 2;
도4는 비교예9(빌렛)의 매크로 에칭(Macro Etching) 후 사진.Figure 4 is a photograph after macro etching of Comparative Example 9 (billet).
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