KR101342116B1 - 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법 - Google Patents

스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선에 관한 것이다. 이러한 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선은, 고탄소 강선으로 이루어지는 심선; 상기 심선의 표면에 니켈 도금층 및 구리 도금층이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치는 것을 특징으로 한다.

Description

스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법{Steel wire for spring with Ni-Cu plating and Method for manufacturing the same}
본 발명은 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 신선 윤활성을 확보하여 신선 속도를 증가시키고 강선의 표면 품질 및 내식성을 향상시킨 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래 스프링용 고탄소 강선의 경우, 신선시 윤활이 양호하지 못하여 신선 속도가 낮고, 표면에 다이스 마크 등의 결함이 빈번히 발생하는 문제가 있었다.
0.2mm 이하의 극세물 스프링용 와이어로서 심선으로 스테인레스 강선을 사용하는 경우, 니켈 도금을 사용하기도 하지만 니켈 도금만으로는 신선성이 확보되지 못하고 신선시 균열 등의 문제가 발생된다.
한편, 한국등록특허 제10-0297400호에는 스테인레스 강선을 대신하여 고탄소강선을 사용하고 니켈을 도금한 것이 개시되나, 이 역시 신성시 충분한 신선성이 확보되지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 신선 윤활성을 확보하여 신선 속도를 증가시키고 강선의 표면 품질 및 내식성을 향상시킨 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선은, 고탄소 강선으로 이루어지는 심선; 상기 심선의 표면에 니켈 도금층 및 구리 도금층이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 니켈 도금층의 두께는 상기 구리 도금층의 두께의 2배 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층을 열처리하여 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성한 후 신선 공정을 거치며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성하도록, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 형성된 심선을 열처리하면서 신선하며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 신선 공정 후에, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성하도록, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 형성된 심선을 열처리하며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법은, 고탄소 강선을 이용하여 심선을 제조하는 단계; 상기 심선에 니켈 도금층을 형성하는 단계; 상기 니켈 도금층에 구리 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층 형성 후, 신선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 니켈 도금층의 두께는 상기 구리 도금층의 두께의 2배 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 신선하는 단계 이전에, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층을 열처리하여 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성하도록, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 형성된 심선을 열처리하면서 신선하며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 신선 공정 후에, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 확산되어 니켈 구리 합금층을 형성하도록, 상기 니켈 도금층 및 상기 구리 도금층이 형성된 심선을 열처리하며, 상기 니켈 구리 합금층에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법은,신선 윤활성을 확보하여 신선 속도를 증가시키고 강선의 표면 품질 및 내식성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 단면도,
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도,
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도,
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이다.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스피링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 단면도이고, 도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 단면도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이고, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이며, 도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이다. 도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스피링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법에 관한 흐름도이다.
먼저, 도2를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선은, 심선(10), 니켈 도금층(20), 및 구리 도금층(30)을 포함한다.
상기 심선(10)은 고탄소강선을 이용하여 제조된다. 본 실시예에 있어서, 상기 심선(10)은 탄소함량이 0.8 중량% 이상인 고탄소강선이 사용된다.
상기 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)은 본 발명에 있어서, 핵심적인 특징을 이루는 부분으로서, 상기 심선(10)의 외주면에 상기 니켈 도금층(20)이 도금된 후에 상기 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된다. 상기 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 도금된 후에 신선 공정이 수행된다.
상기 니켈 도금층(20)은 스프링용 고탄소 강선의 내식성을 향상시키기 위해서 구비되고, 상기 구리 도금층(30)은 상기 신선 공정을 수행할 때 윤활성을 확보하여 신선 속도를 향상시키고, 스프링용 고탄소 강선의 표면 품질을 향상시키기 위해 구비된다.
본 발명 실시예에 있어서, 상기 니켈 도금층(20)의 두께는 상기 구리 도금층(30)의 두께의 2배 이상으로 형성되며, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하로 형성된다.
상기 니켈 도금층(20)의 두께가 상기 구리 도금층(30)의 두께에 비하여 2배 미만으로 형성되는 경우 도금 강선의 내식성이 떨어진다. 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)의 두께의 합이 0.1㎛ 미만일 때에 역시 내식성이 부족해지고, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)의 두께의 합이 5㎛를 초과하는 경우는 도금층의 두께가 과도하여 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 형성한 후에 열처리하여, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 하나의 합금층으로 존재한다.
도2는 심선(10)의 외주면에 니켈 도금층(20)과 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 상태에서 후속적으로 열처리를 수행함으로써 상기 니켈 도금층(20)과 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성한 상태를 도시한 것이다. 상기 니켈 구리 합금층(40)을 형성한 후에 신선 공정을 거치게 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 열처리 공정은 섭씨 200도 내지 500도의 범위에서 수행된다. 상기 온도범위는 상기 니켈 도금층(20)과 상기 구리 도금층(30)이 서로 확산될 수 있는 온도범위이며, 열처리 공정에 소요되는 시간은 상기 온도범위에 따라 적절히 조절된다. 상기 온도범위에서, 상대적으로 높은 온도에서 열처리 공정에 소요되는 시간은 상대적으로 낮은 온도에서 열처리 공정에 소요되는 시간보다 짧다.
본 실시예에서, 상기 열처리 공정을 수행하여 형성되는 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 상기 합금층의 총 중량대비 60% 이상이다. 상기 니켈의 함량이 상기 60% 이상일 때 내식성이 우수해지는 것으로 확인되었다.
또한, 본 실시예에서, 상기 니켈 구리 합금층(40)의 총 두께는, 상술한 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)으로 존재하는 경우와 마찬가지로, 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하로 형성된다.
상기 니켈 구리 합금층(40)의 두께가 0.1㎛ 미만일 때 내식성이 부족해지고, 상기 니켈 구리 합금층(40)의 두께가 5㎛를 초과하는 경우는 합금층의 두께가 과도하여 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하면서 신선 공정을 수행할 수 있다. 즉, 신선 공정 및 열처리 공정을 동시에 수행할 수 있다.
이때, 상기 열처리 공정은 상술한 실시예와 마찬가지로 섭씨 200도 내지 500도의 범위에서 수행된다. 또한, 상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 상술한 실시예와 마찬가지로 상기 니켈 구리 합금층(40)의 총 중량대비 60% 이상이다.
본 실시예에서, 상기 열처리 공정의 온도범위 및 니켈 구리 합금층(40)의 두께, 및 니켈 구리 합금층(40)에서의 니켈 함량에 대한 기준, 작용 및 효과는 상술한 실시예와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 신선하고, 상기 니켈 도금층(20)과 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록 신선이 완료된 후 열처리를 수행할 수 있다. 즉, 신선 공정 후에 열처리 공정을 수행할 수 있다.
이때, 상기 열처리 공정은 상술한 실시예와 마찬가지로 섭씨 200도 내지 500도의 범위에서 수행된다. 또한, 상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 상술한 실시예와 마찬가지로 상기 니켈 구리 합금층(40)의 총 중량대비 60% 이상이다.
본 실시예에서, 상기 열처리 공정의 온도범위 및 니켈 구리 합금층(40)의 두께, 및 니켈 구리 합금층(40)에서의 니켈 함량에 대한 기준, 작용 및 효과는 상술한 실시예와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 적용한 실험예를 제시하여 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 상세히 설명한다.
하기 표1을 참고하면, 본 실험예에서는 12가지 샘플을 테스트하였다. 샘플1은 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 형성하지 않은 경우이고, 샘플2 내지 12은 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 심선(10)의 외주면에 순차적으로 형성한 후에 소정의 온도로 열처리한 샘플들이다.
샘플2 내지 12에서 전체 도금 두께는 상기 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)의 합을 의미하고, 열처리 후 합금층의 니켈 함량을 총 합금층의 중량대비 중량 %로 기재하였다.
본 실험예에서 심선(10)으로는, C(탄소) 0.82 중량%, 규소(Si) 0.2 중량%, 망간(Mn) 0.4 중량%, 인(P) 0.015 중량%, 황(S) 0.015 중량%의 성분을 갖는 5.5mm 고탄소 강선을 사용하며, 상기 고탄소 강선을 인라인 산세 및 인산염 피막을 실시한 후에 2.4mm까지 1차 신선하였다.
그 후 섭씨 1000도로 가열하고, 섭씨 560로 납 파텐팅 처리하고 펄라이트 조직으로 조정하고, 2차 산세와 인산염 피막을 형성한 후 0.6mm까지 2차 신선하였다.
상기 신선된 0.6mm 고탄소 강선을 다시 썹씨 560도로 납 파텐팅 처리하고, 산세 후 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 순차적으로 실시하였다.
이어서, 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 최종 선경 0.1mm로 신선하였다. 이때, 샘플1의 신선속도는 100m/mim이고, 샘플2 내지 12의 신선속도는 500m/mim이며, 22개의 다이스를 사용하는 습식신선기를 사용하였다.
최종 신선 후, 추자적으로 고주파를 이용하여 섭씨 500도로 열처리하여 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 확산시켜 니켈 구리 합금층(40)을 형성하였다.
샘플1 내지 12의 고탄소 강선에 대한 특성 평가 결과는 아래 표1과 같다.
샘플번호 선경(mm) 신선속도(m/min) 니켈 도금층 두께(㎛) 구리 도금층 두께(㎛) 전체 도금층 두께(㎛) 니켈 도금층과 구리 도금층의 두께 비(니켈도금층두께/구리도금층 두께) 열처리 후 합금층의 니켈 함량(중량%) 성형성(강선의 표면 특성) 내식성
(염수 분무 시간/분)
1 0.1 100 0 0 0 - 0 나쁨 5/나쁨
2 0.1 500 0.05 0.02 0.07 2.5 71.4 나쁨 6/나쁨
3 0.1 500 0.10 0.04 0.14 2.5 71.4 좋음 15/좋음
4 0.1 500 0.15 0.12 0.27 1.3 55.6 좋음 9/나쁨
5 0.1 500 0.20 0.15 0.35 1.3 57.1 좋음 11/나쁨
6 0.1 500 0.23 0.11 0.34 2.1 67.6 좋음 20/좋음
7 0.1 500 0.35 0.15 0.5 2.3 70.0 좋음 25/좋음
8 0.1 500 0.46 0.21 0.67 2.2 68.7 좋음 30/좋음
9 0.1 500 1.20 0.50 1.7 2.4 70.6 좋음 32/좋음
10 0.1 500 1.50 0.70 2.2 2.1 68.2 좋음 35/좋음
11 0.1 500 2.50 1.10 3.6 2.3 69.4 좋음 39/좋음
12 0.1 500 3.50 1.20 4.7 2.9 74.5 좋음 45/좋음
구리 도금층(30) 또는 니켈 구리 합금층(40)을 구비함으로써, 심선(10)의 외주면에 연질의 도금층이 형성되어 기존 비도금 고탄소 강선의 신선 속도인 100m/mim보다 높은 500m/mim의 신선 속도로 신선이 가능해지며, 고탄소 강선의 표면 특성(성형성)이 우수해 지는 것으로 확인되었다.
상기 샘플 2의 결과에서 보듯이, 최종 가공된 고탄소 강선에서 니켈 구리 합금층(40)의 두께가 0.1㎛ 미만이 되는 경우에 내식성이 부족해 지는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 샘플 4 및 샘플 5는 니켈 도금층(20)의 두께와 구리 도금층(30)의 두께의 비는 1.3으로 형성된다. 상기 샘플 4 및 샘플 5의 결과에서 보듯이, 니켈 도금층(20)의 두께와 구리 도금층(30)의 두께의 비율이 2.0 미만인 경우에 내식성이 나빠지는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 샘플 4 및 샘플 5의 경우, 후속적인 열처리를 한 후 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량이 각각 55.6 중량%, 57.1중량%이다. 샘플 4 및 샘플 5의 결과에서 보듯이, 니켈의 함량이 60 중량% 미만인 경우에 내식성이 좋지 않음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법은, 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계(S1), 상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계(S2), 상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계(S3), 및 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계(S4)를 포함한다.
본 실시예에 있어서, 상기 심선(10)을 탄소함량이 0.8 중량% 이상인 고탄소강선을 이용하여 제조된다. 이어서, 상기 심선(10)의 외주면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 순차적으로 형성한다. 상기 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 형성한 후에 최종적인 신선 공정이 수행된다.
이때, 상기 니켈 도금층(20)의 두께는 상술한 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선에서 설명한 바와 같이, 상기 구리 도금층(30)의 두께의 2배 이상으로 형성된다. 또한, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하로 형성된다.
니켈 도금층(20)의 두께를 구리 도금층(30)의 두께에 2 배 이상으로 형성하고, 니켈 도금층(20)과 구리 도금층(30)의 두께를 합한 총 도금층의 두께를 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하로 할 때의 작용 및 효과에 관하여는 상술한 바 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 제조방법에 관한 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 형성한 후에 열처리하여, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 하나의 합금층으로 존재하도록 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 S1 내지 S3 단계의 수행 후에, 니켈 구리 합금층(40)을 형성하는 단계(S3-1)가 수행된다.
상기 니켈 구리 합금층(40)을 형성하는 단계(S3-1)는, 상기 신선하는 단계(S4) 이전에 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 열처리하여 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하는 단계이다.
이때, 상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상으로 형성된다. 상기 니켈의 함량을 60 중량% 이상으로 한 것에 관한 작용 및 효과는 상술한 바 구체적인 설명은 생략한다.
상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행된다. 상기 온도범위에서 상기 니켈 도금층(20)과 상기 구리 도금층(30)이 서로 확산되어 하나의 니켈 구리 합금층(40)으로 형성된다.
본 실시예에 따른 제조방법의 작용 및 효과는, 상술한 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 작용 및 효과와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 제조방법에 관한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하면서 신선(S4-1)할 수 있다. 즉, 신선 공정을 수행하면서 동시에 열처리 공정을 수행한다.
이때, 상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행된다. 또한, 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상이다. 상기 열처리 온도범위 및 니켈 구리 합금층(40)에서의 니켈의 함량에 관한 작용 및 효과는 상술한 바 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에 따른 제조방법의 작용 및 효과는, 상술한 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 작용 및 효과와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 제조방법에 관한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 신선하고, 그 신선 후에 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 귀 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리할 수 있다(S5). 즉, 신선 공정을 수행한 후에 열처리 공정을 수행한다.
이때, 상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행된다. 또한, 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상이다. 상기 열처리 온도범위 및 니켈 구리 합금층(40)에서의 니켈의 함량에 관한 작용 및 효과는 상술한 바 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에 따른 제조방법의 작용 및 효과는, 상술한 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선의 작용 및 효과와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
이처럼, 본 발명에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법은, 니켈 도금층(20)에 의해 내식성을 향상시키고, 니켈 도금층(20) 위에 구리 도금층(30)을 올려 윤활성을 부여하여 신선시 신선 속도를 향상시켜 제조 시간을 단축시키고, 동시에 최종 제품의 표면 품질을 향상시킨다. 특히, 니켈 도금층(20)의 두께를 구리 도금층(30)의 두께의 2 배 이상으로 형성하여 니켈 도금층(20)에 의한 내식성을 충분히 확보한다.
또한, 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)을 열처리하여 니켈 구리 합금층(40)을 형성하는 경우, 상기 니켈 구리 합금층(40)의 총 중량에 대하여 니켈이 60 중량% 이상으로 제어하여 충분한 내식성을 확보한다.
한편, 본 발명에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선은, 니켈 구리 도금 고탄소 강선을 제조한 후에 후공정으로 금 도금 공정이 수행될 수 있는데, 이미 니켈 도금층(20) 또는 니켈 구리 합금층(40)이 형성된 상태에서 신선되어 제조되었으므로, 금 도금 공정을 위해 니켈 하지 도금을 생략할 수 있어 제조 단가를 절감할 수 있다.
종래 비도금 고탄소 강선의 경우, 고탄소 강선을 형성한 후에 후속적으로 금 도금 공정이 수행되며, 이때 니켈 하지 도금을 수행해야 한다. 본 발명에 따른 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 및 이의 제조방법은, 후속 공정인 금 도금 공정을 수행할 때 니켈 하지 도금 공정을 생략할 수 있으므로 생산성 및 경제성을 확보한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.
10... 심선
20... 니켈 도금층
30... 구리 도금층
40... 니켈 구리 합금층

Claims (14)

  1. 고탄소 강선으로 이루어지는 심선(10);
    상기 심선(10)의 표면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치며,
    상기 니켈 도금층(20)의 두께는 상기 구리 도금층(30)의 두께의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  2. 삭제
  3. 고탄소 강선으로 이루어지는 심선(10);
    상기 심선(10)의 표면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치며,
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  4. 고탄소 강선으로 이루어지는 심선(10);
    상기 심선(10)의 표면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치며,
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 열처리하여 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성한 후 신선 공정을 거치며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  5. 고탄소 강선으로 이루어지는 심선(10);
    상기 심선(10)의 표면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치며,
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하면서 신선하며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  6. 고탄소 강선으로 이루어지는 심선(10);
    상기 심선(10)의 표면에 니켈 도금층(20) 및 구리 도금층(30)이 순차적으로 도금된 후에 신선 공정을 거치며,
    상기 신선 공정 후에, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선.
  8. 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계;
    상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계;
    상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계를 포함하며,
    상기 니켈 도금층(20)의 두께는 상기 구리 도금층(30)의 두께의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
  9. 삭제
  10. 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계;
    상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계;
    상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계를 포함하며,
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 합한 총 도금층의 두께는 0.1㎛ 이상 내지 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
  11. 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계;
    상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계;
    상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계를 포함하며,
    상기 신선하는 단계 이전에, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)을 열처리하여 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
  12. 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계;
    상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계;
    상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계를 포함하며,
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하면서 신선하며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
  13. 고탄소 강선을 이용하여 심선(10)을 제조하는 단계;
    상기 심선(10)에 니켈 도금층(20)을 형성하는 단계;
    상기 니켈 도금층(20)에 구리 도금층(30)을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30) 형성 후, 신선하는 단계를 포함하며,
    상기 신선 공정 후에, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 확산되어 니켈 구리 합금층(40)을 형성하도록, 상기 니켈 도금층(20) 및 상기 구리 도금층(30)이 형성된 심선(10)을 열처리하며,
    상기 니켈 구리 합금층(40)에서 니켈의 함량은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리는 섭씨 200도 내지 500도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스프링용 니켈 구리 도금 고탄소 강선 제조방법.
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