KR101372708B1 - 우수한 가공경화율을 갖는 타이어 스틸코드용 강선의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 스틸코드용 강선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수한 가공경화율을 갖는 타이어 스틸코드용 강선의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 스틸코드용 강선에 관한 것이다. 본 발명은 일 실시형태로서, 선재를 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선, 2차 페턴팅 열처리 및 2차 신선하는 것을 포함하는 강선의 제조방법으로서, 상기 2차 신선시 변형량(ε)이 1.0초과~3.0미만인 구간에서 단면감소율이 20~23%인 신선패스와 단면감소율이 10~13%인 신선패스가 교차적으로 행하여지는 강선의 제조방법과 이에 의해 제조된 강선을 제공한다.
본 발명에 따르면, 고탄소강의 합금 성분을 적절히 제어함으로써 상변태 미세조직에 대한 안정성을 높이고 신선 공정을 개선하여 동일한 총 감면율에 있어서 가공경화율과 선재 내외부 누적 변형량의 차이를 줄임으로써 0.18mm 수준의 극세선까지 고속으로 가공이 가능하면서도 딜라미네이션 현상이 발생하지 않는 강선을 제공할 수 있다.

Description

우수한 가공경화율을 갖는 타이어 스틸코드용 강선의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 스틸코드용 강선{METHOD FOR MANUFACTURING STEEL WIRE FOR TIRE STEEL CORD HAVING EXCELLENT STRAIN HARDENING RATE AND STEEL WIRE PRODUCED BY THE METHOD}

본 발명은 우수한 가공경화율을 갖는 타이어 스틸코드용 강선의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 스틸코드용 강선에 관한 것이다.

통상적으로 타이어 스틸코드는 다음과 같은 가공공정을 거쳐 제조된다.

선재 → 산세 → 1차 페턴팅 → 건식신선 → 2차 페턴팅 → 황동도금 → 습식신선 → 연선 → 타이어 스틸코드 제품

보다 상세하게는, 열간압연을 통해 제조된 선재를 최종 습식 신선의 시작 선경까지 줄이는 사이징 신선을 행한 후, 습식 신선을 위한 페턴팅 열처리를 가한 다음, 타이어 적용시 고무와의 접착성을 향상시키기 위하여 황동으로 코팅을 한다. 최종 제품은 최종 습식 신선에서 제품의 기계적 특성이 결정되며, 통상적인 타이어스틸코드 제품의 경우 2800MPa 이상의 인장강도를 가지나, 가공량에 한계가 있어 보다 우수한 강도를 부여하는 것은 쉽지 않다.

타이어 스틸코드 제품의 강도를 지속적으로 향상시키는 이유는 타이어 구동체에 적용되는 타이어 스틸코드의 중량뿐만 아니라 함께 사용되는 고무 부착량을 줄여 경량화에 따른 차량 연비 향상 효과를 향상시킬 수 있기 때문이다.

타이어 스틸코드를 고강도화하기 위해서는 합금성분을 증량하여 강도를 높이고 신선가공량을 증가시켜서 가공경화량을 크게 하는 방법이 있으나, 공업적인 생산과정에서 단선이 일어나지 말아야 한다는 한계점을 반드시 극복해야 한다. 단선에 영향을 주는 인자는 여러가지가 있을 수 있지만 기본적으로 고강도 과공석강에 과도한 변형량을 가하는 작업이기 때문에 신선 과정시 선재 내부의 재료 유동(material flow)에 부적절한 부분이 생겨 연속적이지 않고 단속이 된다든지, 특정 부위로 이상 변형이 집중되게 되는 경우 그 부위의 연성이 급격히 저하되어 비틀림 시험시 선의 길이방향으로의 쪼개짐 현상인 딜라미네이션 현상이 발생하는 것 등이 주요 이유 중 하나이다.

딜라미네이션 현상이란 신선에 의해 가공변형을 받은 강선에 잔류응력이 잔존하여 선의 횡방향 응력(비틀림)을 받으면 길이 방향으로 표면 크랙이 순식간에 전파되어 강선 파단부에 C형태의 파단 불량이 나타나는 현상으로, 주로 고탄소, 고합금강의 가공시 가혹한 변형이 주어지거나 선온도가 높은 경우에 발생하는 것으로 공지되어 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 총 감면율(초기선경 면적과 최종선경의 면적비)을 가능한 작게 하여 변형량을 줄이고 이로 인한 표면 잔류응력을 줄이는 기술이 제안되었다. 상기 기술은 제품의 딜라미네이션 현상 억제라는 측면에서는 유효한 것이었으나 가공량 감소에 따른 강도 증가에 한계가 존재하기 때문에 3000MPa 수준에서 더욱 고강도를 이루기에는 한계가 있고, 가공량 감소에 따른 강도 저하를 합금원소 첨가를 통해 달성하고자 하였기 때문에 Si, Cr 등을 과다하게 첨가해야 하는 문제가 있다. 이러한 합금원소의 과다한 첨가는 경제성 측면에서 부담이 될 뿐 아니라 페턴팅 열처리시 상변태 속도를 지연시키고 국부적인 첨가 원소들의 편석에 의해 미세조직의 불균질을 초래하기 때문에 타이어 스틸코드 제품의 고강도화와 극세선화에 있어서 딜라미네이션을 근본적으로 해결하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 고탄소강의 합금 성분을 적절히 제어하고, 신선 공정 조건을 개선함으로써 극세선으로 가공 하더라도 딜라미네이션 현상이 발생하지 않는 고강도 타이어 스틸코드용 강선의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 스틸코드용 강선을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태는 선재를 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선, 2차 페턴팅 열처리 및 2차 신선하는 것을 포함하는 강선의 제조방법으로서, 상기 2차 신선시 변형량(ε)이 1.0초과~3.0미만인 구간에서 단면감소율이 20~23%인 신선패스와 단면감소율이 10~13%인 신선패스가 교차적으로 행하여지는 강선의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.9~1.2%, Mn: 0.1~0.3, Cr: 0.2~0.4%, P: 0.015%이하, S: 0.015%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 직경이 0.19mm이하이며, 인장강도가 4100MPa이상인 강선을 제공한다.

본 발명에 따르면, 고탄소강의 합금 성분을 적절히 제어함으로써 상변태 미세조직에 대한 안정성을 높이고 신선 공정을 개선하여 동일한 총 감면율에 있어서 가공경화율과 선재 내외부 누적 변형량의 차이를 줄임으로써 0.18mm 수준의 극세선까지 고속으로 가공이 가능하면서도 딜라미네이션 현상이 발생하지 않는 강선을 제공할 수 있다.

도 1은 선재 내부에 Si계 산화물이 선(line)형태로 분포되어 있는 모습을 나타내는 사진이다.

본 발명자들은 종래의 타이어 스틸코드 제조시 신선공정에서 해결하지 못했던 딜라미네이션 현상을 해결하기 위해 연구 검토한 결과, 선재의 합금성분 중 Si를 제거하여 상변태 미세조직에 대한 안정성을 높일 수 있고, 이러한 선재를 이용하여 강선을 제조할 때 최종 습식 신선 공정시 특정 변형량을 갖는 구간에서 패스당 감면율을 적정 조건으로 제어함으로써 가공경화율을 높임과 동시에 한계 변형량을 늘림으로써 고강도를 갖는 극세선 강선을 제조할 수 있다는 사실을 밝혀내고, 본 발명을 완성하게 되었다.

이를 위해서, 본 발명은 일 실시형태로서 선재를 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선, 2차 페턴팅 열처리 및 2차 신선하는 것을 포함하는 강선의 제조방법으로서, 상기 2차 신선시 변형량(ε)이 1.0초과~3.0미만인 구간에서 단면감소율이 20~23%인 신선패스와 단면감소율이 10~13%인 신선패스가 교차적으로 행하여지는 강선의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 선재는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 강종이라면 모두 사용이 가능하다. 다만, 통상적으로 강선 제조를 위한 선재에는 강도 향상을 목적으로 Si가 포함된다. 그러나, 본 발명자들의 연구에 따르면, Si는 선재 내부에 과고용된 상태로 존재하며 변태시 표면부에 응집되는 부위가 발생하게 되는데, 이로 인해 고온압연시 표면부의 소성 변형을 저하시키고 표면에 미세흠을 형성시킨다는 사실을 밝혀내었다. 즉, Si는 페라이트 고용강화에는 효과적인 원소이지만 오스테나이트 상태에서 국부적인 영역에 응집되게 되면 고온 소성변형능을 급격히 저하시키기 때문에 심한 경우에는 표면흠 형태로 발달하게 되는 것이다. 이러한 선재의 표면흠은 제품의 불량을 유발하여 출하가 불가능하다. 또한, 표면흠이 발생하더라도 그 크기가 매우 작거나 표면흠 형태로까지 발달하지 않은 경우에는 제품 제조를 위하여 후속공정 즉, 신선 등의 공정을 진행하게 되는데, 과도한 신선 가공을 받을 경우에는 신선 또는 연선 공정에서 딜라미네이션을 일으키게 되는 원인이 된다. 이와 같이, 본 발명에서는 Si를 포함하지 않는 선재를 이용함으로써 소재 내부에 미세조직학적인 문제가 발생할 수 있는 원인을 제거하여 딜라미네이션 현상의 발생을 억제하는 효과를 발현한다.

도 1은 선재 내부에 Si계 산화물이 선(line)형태로 분포되어 있는 모습을 나타내는 사진이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 표면흠으로는 연결되지 않지만 대략 100㎛ 깊이에 라인을 따라서 Si계 산화물이 존재하고 있는 경우에는 후속공정에서 딜라미네이션을 일으키는 주요 원인이 된다.

전술한 바와 같이, Si를 포함하지 않는 선재라면 본 발명에 바람직하게 적용이 가능하나, 보다 바람직하게는 중량%로, C: 0.9~1.2%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 0.2~0.4%, P: 0.015%이하, S: 0.015%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 선재를 이용하는 것이 유리하다.

C는 강도 확보에 매우 유리한 원소로서, 그 함량이 0.9%미만인 경우에는 적정 수준의 세멘타이트를 형성하지 못하여 강도 향상 효과가 곤란할 수 있다. 1.2%를 초과하는 경우에는 변태 제어가 용이하지 않아 초석 세멘타이트가 형성되거나 펄라이트 분절을 야기하여 단선의 문제점을 유발할 수 있으므로, 상기 C는 0.9~1.2중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Mn은 고용강화 효과와 변태를 지연시키는 소입성 원소이다. 상기 Mn의 함량이 0.1%미만인 경우에는 강도 확보가 곤란하다는 단점이 있으며, 0.3%를 초과하는 경우에는 변태가 과도하게 지연되어 중심부 편석을 유발하거나 마르텐사이트 등의 조직이 형성되어 신선가공성이 저하될 수 있다.

Cr은 강도를 향상하고 변태를 지연시키는 역할을 수행하는 원소로서, 그 함량이 0.2%미만인 경우에는 강도 확보가 곤란하다는 단점이 있으며, 0.4%를 초과하는 경우에는 단선을 유발할 수 있고, 생산성이 저하될 수 있다.

P는 다량 함유시 소재의 경도를 증가시켜 연성을 저하시키고 취성파괴를 유발하는 원소이므로, 그 함량을 최대한 낮게 제어할 필요가 있다. 다만, 본 발명에서는 제조공정상 불가피하게 함유되는 양을 고려하여 상기 P의 함량을 0.015%이하로 제어한다.

S 또한 다량 함유시 연성 저하와 취성파괴를 유발하는 원소이므로, 그 함량을 최대한 낮게 제어할 필요가 있다. 다만, 본 발명에서는 제조공정상 불가피하게 함유되는 양을 고려하여 상기 S의 함량을 0.015%이하로 제어한다.

한편, 본 발명에 적용되는 선재는 5.5mm이상의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이는 높은 감면율을 부여함으로써 가공경화에 따른 고강도화를 달성하는데 유리하기 때문이다. 상기 선재의 직경이 5.5mm미만일 경우에는 패스당 감면율이 부족하여 고강도화를 확보하는데 용이하지 않다는 문제점이 있다.

강선은 통상적으로 선재를 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선, 2차 페턴팅 열처리 및 2차 신선하여 얻어지며, 본 발명의 강선 제조방법 또한 상기 공정들을 포함하여 이루어진다. 상기 1차 페턴팅 열처리 전에는 선재의 표면에 부착된 스케일이나 이물질 등을 제거하기 위하여 산세 공정을 추가적으로 행할 수 있으며, 타이어 등에 적용될 경우 고무와의 접착성을 향상시키기 위하여 2차 페턴팅 열처리 후 황동 코팅을 행할 수 있다. 상기 신선 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 1차 신선은 건식 신선으로 행하는 것이 바람직하고, 2차 신선은 습식 신선으로 행하는 것이 바람직하다.

상기 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선 및 2차 페턴팅 열처리는 당해 기술분야에서 통상적으로 수행되는 방법을 이용할 수 있다. 다만, 보다 우수한 신선가공성을 부여하기 위해서, 상기 2차 페턴팅 열처리 후에는 미세조직이 완전 펄라이트 조직이 되도록 하고, 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격은 100nm이하(0은 제외)가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격이 100nm를 초과하는 경우에는 세멘타이트가 과도하게 두꺼워져 신선 가공성을 저하시킬 수 있고, 강도 확보 또한 용이하지 않을 수 있다. 상기 평균 라멜라 간격은 작으면 작을수록 강도확보 또는 딜라미네이션 발생 억제에 유리하므로, 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

또한, 상기 평균 라멜라 간격의 제어에 더하여 상기 라멜라 간격의 최대치와 최소치의 차이가 70nm이하(0을 포함)가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 라멜라 간격의 최대치와 최소치의 차이가 70nm를 초과하는 경우에는 라멜라간 균일성이 떨어져서 특정 부위에 응력이 집중되어 단선을 유발할 수 있다. 라멜라 간격은 편차가 가능한 작으면 작을수록 바람직하며, 이론적으로는 라멜라간 편차가 전혀 없는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 펄라이트의 평균 라멜라 간격이 100nm이하(0은 제외)가 되도록 제어하고, 라멜라 간격의 최대치와 최소치의 차이가 70nm이하(0을 포함)가 되도록 하기 위해서는 1차 신선 후, 선재를 950~1200℃에서 오스테나이트화한 뒤, 540~580℃로 유지되는 납욕에 침지하여 2차 페턴팅하는 방법이 있을 수 있다.

한편, 본 발명자들이 연구 검토한 결과, 딜라미네이션을 일으키는 또 한가지의 주요원인은 2차 신선시 소재에 누적되는 잔류 변형량의 차이가 선의 중심부와 표면부에서 일정 수준을 넘어서기 때문이라는 것을 확인하였다. 패스당 감면율을 작게 하는 경우에는 내부의 재료 유동(material flow)이 단속되지 않고 펄라이트의 분절이나 꺽임 현상을 줄여주기 때문에 건전한 미세조직을 얻어내는 것에 유리하지만, 선재의 중심부까지 변형량을 충분히 부여할 수 없기 때문에 초고강도 제품을 제조하기 위해서 신선가공량을 과다하게 부여해야 하고 이는 중심부와 표면부의 강도차이를 심화시키는 요인이 되고 딜라미네이션의 중요 원인이 된다.

이를 위해, 본 발명에서는 2차 신선 공정 중 변형량(ε)이 1.0초과~3.0미만인 구간에서 단면감소율이 20~23%(이하, '고감면율'이라고도 함)인 신선패스와 단면감소율이 10~13%(이하, '저감면율'이라고도 함)인 신선패스가 교차적으로 행하여지도록 제어하는데 주된 특징이 있다. 보다 상세하게는, 본격적인 가공경화가 일어나는 상기 범위의 중기 신선 변형량 구간에서, 강선의 중심부까지 변형량을 충분히 부여함으로써 가공경화율을 높이고, 강선의 중심부와 외곽부에 부여되는 유효 변형량(effective strain)의 누적 차이를 줄일 수 있다. 이러한 효과를 위해서는 20%이상의 단면감소율을 갖는 것이 바람직하나, 상기 고감면율이 23%를 초과할 경우에는 중심부에 인장방향의 응력이 과도하게 걸려 소재에 균열이 발생할 수 있으므로, 상기 고감면율은 20~23%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 상기와 같이 중기 신선 변형량 구간(1<ε<3)에서 일률적으로 높은 수준의 감면율을 적용하게 되면 표면부 펄라이트 조직의 분절이 발생하기 때문에 상기 고감면율의 신선패스와 더불어 저감면율 신선패스를 교차적으로 적용할 필요가 있다. 이를 통해 충분한 가공경화 효과와 미세조직의 건전성을 확보할 수 있고, 한계 변형량을 늘릴 수 있어 극세선으로 가공되더라도 딜라미네이션이 발생하지 않도록 할 수 있다. 이러한 저감면율 신선패스의 효과를 위해서는 단면감소율이 13%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 10% 미만인 경우에는 신선패스수가 증가하여 생산성이 저하될 수 있고, 다수의 패스를 거치게 되어 발열에 따른 문제점이 발생할 수 있으므로, 상기 저감면율은 10~13%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중기 신선 변형량 구간외의 구간 즉, 변형량(ε)이 1.0이하인 구간(이하, '초기 신선 변형량 구간'이라고도 함)과 변형량(ε)이 3.0이상인 구간(이하, '말기 신선 변형량 구간'이라고도 함)에서는 단면감소율이 패스당 10~15%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 초기 신선 변형량 구간에서는 신선 가공시 펄라이트 조직을 신선 방향으로 회전시키는 과정이 행하여지는데, 이 때 단면감소율을 작은 수준으로 부여하여 미세조직의 분절을 줄일 수 있는 효과를 발현할 수 있다. 이러한 효과를 위해서는 상기 초기 신선 변형량 구간에서의 단면감소율이 15%이하의 범위를 가지는 것이 바람직하나, 10%미만의 낮은 수준일 경우에는 생산성이 저하될 수 있다. 이후, 전술한 중기 신선 변형량 구간을 지나 말기 신선 변형량 구간에 진입하게 되면, 소재의 연성 저하를 감안하여 패스당 단면감소율을 다시 15%이하의 낮은 수준으로 부여하여 전체적인 가공경화 수준을 높이면서도 강선 내외부의 누적 변형량 차이를 줄여 적은 변형량에서도 우수한 강도를 확보하고 딜라미네이션 또한 방지할 수 있다. 한편, 단면감소율이 10%미만의 낮은 수준일 경우에는 생산성이 저하될 수 있으므로, 상기 말기 신선 변형량 구간에서의 단면감소율은 10~15%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 초기 신선 변형량 구간 및 말기 신선 변형량 구간에서 단면감소율은 강선의 강도 향상 및 딜라미네이션 발생 억제를 위하여, 각각 10~13%의 범위를 갖는 것이 보다 바람직하다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제조방법을 통해 최종 신선시 신선가공량을 3.9이상으로 부여하여도 딜라미네이션이 발생하지 않는 강선을 제공할 수 있다. 보다 상세하게는, 0.18mm 수준의 극세선까지 고속으로 가공이 가능하고, 딜라미네이션 현상의 발생없이 4100MPa이상의 인장강도를 확보할 수 있다. 이와 같이, 고강도를 갖는 극세선의 강선을 제공함으로써, 타이어 스틸코드의 중량뿐만 아니라 타이어에 적용시 고무 부착량을 줄일 수 있어 경량화에 따른 차량 연비 향상 효과를 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 특성을 갖는 강선은 타이어 스틸코드뿐만 아니라, 나아가, 쏘우 와이어(saw wire) 등과 같은 기술 분야에도 바람직하게 적용이 가능하다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.

(실시예 1)

하기 표 1과 같은 화학조성을 갖는 용강을 주조하여 50Kg의 잉곳을 제조한 뒤, 5.5mm의 직경을 갖는 선재로 절삭 가공하고, 이어서 1000℃에서 300초동안 유지한 후, 580℃의 납조에 담궈 1차 페턴팅 열처리를 행하였다. 1차 페턴팅 열처리된 시편을 패스당 20%의 감면감소율을 부여하여 1.4mm의 직경까지 건식신선하여 시편을 제조하였으며, 이후 1050℃에서 600초동안 유지한 후, 580℃의 납조에 30초동안 담궈 2차 페턴팅 열처리를 수행하였다.

화학조성(중량%)
C	Mn	Cr	P	S
1.02	0.19	0.31	0.015	0.015

상기와 같이 제조된 시편을 이용하여 패스당 10%, 15%, 20%의 단면감소율로 습식신선 가공하였고, 발열에 따른 시효 경화를 억제하기 위하여 신선속도를 분당 1m/sec로 제어하면서 다이스 출측에서 측정한 시편의 온도가 100℃를 넘지 않도록 하였다. 초기직경 1.4mm에서 최종직경 0.2mm까지 상기 3가지 조건으로 신선가공하였을 때 유한 요소 해석을 이용하여 각 조건별로 시편의 중심부(1/2t)(t는 두께임), 1/4t지점 및 표면부(surface)의 누적 변형량을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에 개시된 데이터는 직경 1.4mm에서 0.2mm까지 신선한 경우로서, 공업적으로 강선의 직경 변화만을 고려한 변형량(3.89182) 보다 실제적으로 큰 변형량을 갖는다. 여기서 주목할 점은 단면감소율이 다른 3가지 경우 모두 유사한 총감면율을 갖지만 선의 중심부에서 표면부까지 존재하는 유효 변형량은 분포가 다르며, 패스당 감면율이 큰 경우에 중심부와 표면부의 유효 변형량(effective strian) 편차가 가장 적다는 것을 알 수 있다. 총 감면율이 서로 정확히 일치하지는 않기 때문에 정확한 총감면율에서 강선의 내외부에 누적되는 유효 변형량을 비교하기는 어렵지만, 유효 변형량이 겉보기로 동일하다면(예를 들어, 표면부에서의 유효 변형량이 비슷한 경우) 패스당 감면율이 작을수록 중심부에 누적되는 변형량이 작다. 이는 패스당 감면율을 줄이게 되면 중심부까지는 효과적으로 변형량을 부여할 수 없음을 의미하며, 결국 가공경화율의 저하와 함께 중심부/표면부의 기계적 특성 차이를 심화시켜 딜라미네이션의 발생을 야기시키게 된다.

(실시예 2)

상기 실시예 1의 조건을 통해 제조된 1.4mm의 직경을 갖는 시편에 대하여 하기 표 3에 나타난 조건으로 신선하여 딜라미네이션이 발생하지 않을 때까지 가공하고, 이 때의 강선직경(최종직경)과 인장강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	단면감소율(%)			인장강도 (MPa)	최종직경 (mm)
	초기변형 (ε≤1)	중기변형 (1<ε<3)	말기변형 (ε≥3)
비교예1	15	15	15	3900	0.21
비교예2	12	17	12	4000	0.19
발명예1	15	11/21(교차)	15	4100	0.19
발명예2	12	11/21(교차)	12	4200	0.18

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 초기, 중기, 말기 신선 변형량 구간에서 일정한 변형량이 부여된 비교예 1의 경우에는 딜라미네이션이 발생하지 않는 최종직경이 2.1mm(총 변형량(ε)=3.79)이고, 인장강도 또한 3800MPa 수준에 불과한 것을 알 수 있다.

초기 및 말기 변형량 구간과 중기 변형량 구간의 단면감소율을 달리하였으나, 중기 변형시 단면감소율이 일정한 비교예 2의 경우에는 딜라미네이션이 발생하지 않는 최종직경이 0.19mm(총 변형량(ε)=3.87)이고, 인장강도가 4000MPa 수준까지 도달하였음을 알 수 있다.

그러나, 비교예 2와 달리 초기 및 말기 변형량 구간과 중기 변형량 구간의 단면감소율을 달리하고, 중기 변형량 구간에서 고감면율(21%)과 저감면율(11%) 신선 패스를 교차적으로 적용한 발명예 1의 경우에는 가공 경화율이 향상되어 비교예 2 보다 100MPa이상 높은 강도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 발명예 1과 달리 초기 및 말기 변형량 구간에서의 단면감소율을 12% 로 부여한 발명예 2의 경우에는 미세조직의 분절이 억제되고, 가공경화율이 향상되어 최종직경을 0.18mm(총 변형량(ε)=3.98) 수준으로 확보할 수 있고, 인장강도 또한 4200MPa 수준까지 향상되었음을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 선재를 1차 페턴팅 열처리, 1차 신선, 2차 페턴팅 열처리 및 2차 신선하는 것을 포함하는 강선의 제조방법으로서,
   상기 2차 신선시 변형량(ε)이 1.0초과~3.0미만인 구간에서 단면감소율이 20~23%인 신선패스와 단면감소율이 10~13%인 신선패스가 교차적으로 행하여지는 강선의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 선재는 중량%로, C: 0.9~1.2%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 0.2~0.4%, P: 0.015%이하, S: 0.015%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강선의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 선재는 평균 직경이 5.5mm이상인 강선의 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 2차 페턴팅 열처리 후, 미세조직은 펄라이트 조직이고, 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격은 100nm이하(0은 제외)이며, 상기 라멜라 간격의 최대치와 최소치의 차이가 70nm이하(0을 포함)인 강선의 제조방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 2차 신선시 변형량(ε)이 1.0이하인 구간과 3.0이상인 구간에서는 패스당 10~15%의 단면감소율이 부여되는 강선의 제조방법.
   
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