KR101492800B1 - Spheroidizing-annealing heat method of carbon steel and blade-metal products - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a spheroidizing-annealing heat treatment method of carbon steel, and to a carbon steel product spheroidizing-annealing heat treated thereby. More specifically, the present invention is to manufacture a carbon steel product having a specification of material properties to be acquired while spheroidizing-annealing treatment or simplified spheroidizing-annealing treatment is carried out in a shorter period of time than that of the existing spheroidizing-annealing process. The spheroidizing-annealing heat treatment method of carbon steel according to the present invention comprises a first step of heat-treating the carbon steel gone through a carbon restoration spheroidizing-annealing process at the temperature below 850-900°C for 2.5-3.5 hours, and then firstly heat-processing the carbon steel by quenching the carbon steel with nitrogen gas and the like.

Description

탄소강의 구상화소둔 열처리 방법 및 블레이드 탄소강제품{Spheroidizing-annealing heat method of carbon steel and blade-metal products}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of annealing a carbon steel by spheroidizing annealing,

본 발명은 탄소강을 구상화소둔 열처리하는 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 기존과는 다른 열처리 조건에서 수행하면서도 우수한 경도를 갖으면서도 열처리 공정을 단순화시켜서 경제성이 우수한 구상화소둔 열처리한 탄소강제품을 제공할 수 있는 발명에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for annealing a carbon steel by spheroidizing annealing, and more particularly, to a carbon steel product that is heat treated by spheroidizing annealing, which has excellent hardness and is excellent in economy by simplifying a heat treatment process while being performed under different heat treatment conditions Lt; / RTI >

구상화 소둔이란, 탄소강 또는 특수강 속의 탄화물을 공 모양으로 변화시키는 것으로 어닐링(annealing)하는 조작으로 구상화 처리하면 강의 인성이 커지며, 가공성이 좋아지고 공구로서의 성능이 개선될 수 있다.The spheroidizing annealing is a process in which the carbide in the carbon steel or the special steel is changed into a ball shape. When the spheroidizing process is performed by an annealing operation, the toughness of the steel increases, and the workability is improved and the performance as a tool can be improved.

일반적으로 구상화 소둔공정에 사용되는 로(furnace)는 크게 두 가지형태가 있으며 로의 형식에 따라 베치식(Batch Annealing Furnace)과 연속식(Continuous Annealing Line) 소둔로로 나누어진다. 여기서 베치식 소둔로는 그 형태가 엎어진 종의 형상으로 되어 있어서 종형(Bell type)이라고도 불리어진다. 연속식 소둔로는 터널 형태의 로 내부로 강판이 지나 가면서 소둔이 되므로 설치면적이 크고 로 내부 분위기를 제어하기가 곤란하기 때문에 저급강종에 주로 사용된다.Generally, there are two types of furnaces used in the spheroidizing annealing process. They are divided into a batch annealing furnace and a continuous annealing line annealing furnace depending on the furnace type. Here, the Vetch type annealing furnace is also called a bell type because its shape is in the form of an overturned bell. The continuous annealing furnace is mainly used for low grade steel because of its large installation area and difficulty in controlling the internal atmosphere of the furnace because the steel sheet passes through the inside of the tunnelled furnace and is annealed.

코일을 구상소둔하는 방법을 통해 설명하면, 종래의 베치식 소둔로는 코일 받침대 상부에 열연코일을 쌓고 여러 개로 쌓여진 코일의 외부를 내부커버로 덮은 다음 내부 커버 외부를 외부 커버로 덮어서 2중으로 밀폐된 형상으로 되어 있다. 각 코일과 코일 사이에는 열전달판을 깔아 두며 내부커버 안쪽 바닥에는 열전대와 분위기 가스를 유입 및 유출시키기 위한 가스토출구가 형성되어 있다. 그리고 가열원인 가스버너는 내부 커버와 외부 커버 사이에 설치되어 있어서 열원이 코일을 직접가열하지 않는 간접가열형식으로 이루어져 있다. 이와 같이 종래의 베치식 소둔로를 간접가열식으로 제작하여 사용하는 것은 열원으로 직접 코일을 가열할 경우 직접 접촉하는 코일부분의 온도가 높고 가열원에서 멀어진 부분의 온도가 낮게 되는 온도편차와 이로 인한 국부변형을 방지하고, 열원에 의한 코일의 산화를 방지하기 위함이다. 이러한 베치식 소둔로를 이용하여 구상화 소둔 열처리를 진행하는 과정은 다음과 같다. 먼저 코일을 받침판 상부에 적층하고 내, 외부 커버를 씌운 다음 질소 가스를 유입시켜 내부 커버 내를 퍼징하여 균질화(pursing)한다. 이러한 상태에서 가스 버너를 작동하여 외부 커버와 내부 커버 사이를 가열(heating)하고 가열된 열원이 적층된 코일에 전도되어 목표로 하는 구상화소둔 온도에 도달하게 되고 이 온도에서 적정시간 유지(soaking)한 다음 서서히 냉각(cooling)하여 소둔 처리가 끝난 코일을 취출하게 된다. 여기서 구상화소둔 공정의 분위기가스는 통상 질소가스와 수소가스를 혼합하여 환원성 상태로 많이 사용하고 있으며, 구상화소둔 전처리 공정인 퍼징에 의하여 내부 커버내의 처리공간에 존재하는 산화성 분위기와 각종 이물질을 제거하며, 이와 같이 열처리 분위기를 제어하여 소둔 처리 후에 강판의 표면에 산화물이 형성되는 것을 방지하고 아울러 탈탄을 방지하게 된다. 이러한 분위기 열처리에 의하여 소둔 후의 강판표면은 미려하고 깨끗한 특성을 얻게 되는 것이다.In the conventional Vetch type annealing furnace, a hot-rolled coil is stacked on an upper portion of a coil support, the outer side of the coil is covered with an inner cover, the outer side of the inner cover is covered with an outer cover, Shape. A heat transfer plate is laid between each coil and the coil, and a gas discharge port is formed in the bottom of the inner cover for introducing and discharging the thermocouple and atmosphere gas. The gas burner, which is the heating source, is installed between the inner cover and the outer cover so that the heat source is indirect heating type that does not directly heat the coil. In this way, when a conventional coil-type annealing furnace is manufactured by using an indirect heating type, the temperature of a portion of the coil directly contacting with the coil is high and the temperature of the portion away from the heating source is low. To prevent deformation and to prevent oxidation of the coil by the heat source. The process for annealing the spheroidizing annealing using the above-described Vetch type annealing furnace is as follows. First, the coil is stacked on the upper part of the support plate, and the inner cover is covered with the nitrogen gas. Then, the inner cover is purged and is pursued. In this state, the gas burner is operated to heat between the outer cover and the inner cover, and the heated heat source is conducted to the stacked coils to reach the target spheroidizing annealing temperature and soaking at an appropriate time at this temperature Then, the annealing process is gradually cooled to take out the annealed coil. Here, the atmospheric gas in the spheroidizing annealing process is usually used in a reducing state by mixing nitrogen gas and hydrogen gas. The oxidizing atmosphere and various foreign substances present in the processing space in the inner cover are removed by purging, which is a pre- By controlling the heat treatment atmosphere in this manner, it is possible to prevent the formation of oxides on the surface of the steel sheet after the annealing treatment and to prevent decarburization. By such an atmosphere heat treatment, the surface of the steel sheet after annealing is beautiful and clean.

이러한 구상화 소둔 처리를 통해 탄소강 또는 특수강 제품의 물성 변화를 꾀할 수 있는데, 기존의 구상화 소둔 공정은 도 2a에 나타낸 것과 같은 복잡다단하고 공정시간이 오래걸리는 공정을 통해서 구상화 소둔을 수행하는 문제가 있었는 바, 경제성이 떨어졌었다.
The spheroidizing annealing process can change the physical properties of the carbon steel or the special steel product. The conventional spheroidizing annealing process has a problem of performing spheroidizing annealing through a complicated multi-step process as shown in FIG. 2A and a long process time , The economy was inferior.

1. 대한민국 공개특허번호 10-2005-0006920호(2005.01.17)1. Korean Published Patent Application No. 10-2005-0006920 (January 17, 2005) 2. 대한민국 공개특허번호 10-2003-0095594(2003.12.24.)2. Korean Patent Application No. 10-2003-0095594 (December 24, 2003)

기존의 구상화소둔 공정의 경우, 복잡다단한 공정을 수행하여야 했기 때문에 생산단가가 높아지는 문제가 있었는 바, 이에 본 발명자들은 오랜 연구 끝에, 구상화소둔 처리공정을 간소화시키면서도 구상화소둔 처리를 통한 제품의 물성 스펙을 만족시킬 수 있는 방법을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.In the conventional spheroidizing annealing process, a complicated multi-stage process has to be carried out, resulting in an increase in production cost. Thus, after a long period of research, the present inventors have found that, while simplifying the spheroidizing annealing process, The present invention has been completed.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법에 관한 것으로서, 복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강을 850 ~ 900℃ 하에서 2.5 ~ 3.5시간 동안 열처리한 후, 질소가스 하에서 급냉시키는 제1 열처리하는 1단계; 급냉시킨 탄소강을 710 ~ 750℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 제2 열처리하는 2단계; 제2 열처리를 수행한 후, 630 ~ 660℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 열처리한 다음, 380 ~ 420℃까지 노냉시킨 다음, 질소가스로 급냉시켜서 제3열처리하는 3단계; 제3 열처리한 탄소강을 680 ~ 720℃ 하에서 4.5 ~ 5.5시간 동안 템퍼링(tempering)을 수행하는 4단계; 및 템퍼링 수행한 탄소강을 280 ~ 320℃까지 노냉시킨 후, 질소가스로 급냉시키는 5단계;를 포함하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of annealing a carbon steel for spheroidizing annealing, comprising: subjecting a carbon steel subjected to a carbon annealing process to a heat treatment at 850 to 900 ° C for 2.5 to 3.5 hours and then quenching under nitrogen gas; Step one; A second step of subjecting the quenched carbon steel to a second heat treatment at 710 to 750 ° C for 7.5 to 8.5 hours; A third heat treatment after performing the second heat treatment, a heat treatment at 630 to 660 ° C for 7.5 to 8.5 hours, followed by cooling to 380 to 420 ° C, followed by quenching with nitrogen gas, and a third heat treatment; 4) performing the tempering of the third heat treated carbon steel at 680 to 720 캜 for 4.5 to 5.5 hours; And 5) cooling the tempered carbon steel to 280 to 320 ° C, followed by quenching with nitrogen gas.

또한, 본 발명은 블레이드 탄소강 제품에 관한 것으로서, 앞서 설명한 방법으로 구상화소둔 열처리를 수행한 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the present invention relates to a blade carbon steel product, which is characterized in that spheroidizing annealing is performed by the above-described method.

본 발명은 구상화소둔 처리방법은 기존의 구상화소둔 처리 방법 보다 열처리 변화 조건이 복잡하지 않고, 처리 시간을 단축시킬 수 있으면서도 원하는 물성 스펙, 특히 표면 경도 HRB 88 ~ 92 정도를 갖으면서도 경제성이 우수한 탄소강 제품을 제공할 수 있는 발명이다.
The present invention is characterized in that the spheroidizing annealing method is a carbon steel product having excellent properties with a desired physical property specification, in particular, a surface hardness HR 88 to 92, which is not complicated in heat treatment change conditions, In the present invention.

도 1은 기존의 구상화소둔 처리에 따른 탄소강을 복탄소둔화 공정처리의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2a는 기존의 구상화소둔 처리에 따른 진공 소둔화 처리 공정의 개략도를 나타낸 것이고, 도 2b는 기존의 구상화소둔 처리 중 템퍼링 공정의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 구상화소둔 처리에 따른 탄소강을 복탄소둔화 공정처리의 개략도를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명의 구상화소둔 처리에 따른 진공 소둔화 처리 공정의 개략도를 나타낸 것이고, 도 4b는 본 발명의 구상화소둔 처리 중 템퍼링 공정의 개략도를 나타낸 것이다.
도 5는 진공 소둔로를 찍은 사진이다.
도 6의 A ~ C 각각은 준비예 1 ~ 준비예 3의 블레이드 각각을 찍은 사진이다.
도 7의 A ~ C 각각은 블레이드의 표면 성분을 검사하기 위해 준비예 1 ~준비예 3 의 블레이드 각각을 그라인더 연마를 수행한 후의 사진을 나타낸 것이다.
도 8의 A ~ C 각각은 실험예 1에서 실시한 탈탄 유무를 확인한 사진으로서, 실시예 1 ~ 실시예 3의 블라인더 각각의 표면에 대한 SEM 측정 사진이다.
1 is a schematic view of a carbon-carbon slowing process for carbon steel according to the conventional spheroidizing annealing process.
FIG. 2A is a schematic view of a vacuum degassing process according to a conventional spheroidizing annealing process, and FIG. 2B is a schematic diagram of a tempering process during a conventional spheroidizing annealing process.
Fig. 3 is a schematic view of the carbon-carbon slowing process of carbon steel according to the spheroidizing annealing treatment of the present invention.
FIG. 4A is a schematic view of a vacuum degassing process according to the present invention, and FIG. 4B is a schematic view of a tempering process during the spheroidizing annealing process of the present invention.
5 is a photograph showing a vacuum annealing furnace.
6A to 6C are photographs of each of the blades of Preparation Examples 1 to 3, respectively.
7A to 7C each show a photograph of the blades of Preparation Example 1 to Preparation Example 3 after grinder polishing is carried out to check the surface components of the blade.
8A to 8C are SEM photographs of the surface of each of the blinders of Examples 1 to 3 as photos showing the decarburization carried out in Experimental Example 1. FIG.

이하 본 발명에 대하여 더욱 자세하게 설명을 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 탄소강을 구상화소둔 열처리 방법하는 방법에 관한 것으로서,복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강을 제1 열처리한 후, 질소가스 하에서 급냉시키는 1단계; 급냉시킨 탄소강을 제2 열처리하는 2단계; 제2 열처리를 수행한 후, 제3 열처리한 다음, 380 ~ 420℃까지 노냉시킨 다음, 질소가스로 급냉시키는 3단계; 제3 열처리한 탄소강을 템퍼링(tempering)을 수행하는 4단계; 및 템퍼링 수행한 탄소강제품을 280 ~ 320℃까지 노냉시킨 후, 질소가스로 급냉시키는 5단계;를 포함하는 공정을 수행하여 탄소강을 구상화소둔화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of heat-treating a carbon steel by spheroidizing annealing, comprising the steps of: 1) subjecting a carbon steel subjected to a cubic annealing process to a first heat treatment and then quenching it under a nitrogen gas; A second step of subjecting the quenched carbon steel to a second heat treatment; A third heat treatment after the second heat treatment, a third heat treatment, followed by cooling to 380 to 420 ° C, followed by quenching with nitrogen gas; A fourth step of tempering the third annealed carbon steel; And a fifth step of cooling the tempered carbon steel product to 280 to 320 DEG C and then quenching it with nitrogen gas. BACKGROUND OF THE INVENTION

1단계에 있어서, 복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강을 제1 열처리를 수행하는데, 기존에는 복탄소둔처리를 도 1과 같이 대략 880℃에서 4시간 정도 열처리를 한 후, 600℃까지 9시간 정도 천천히 냉각시킨 후, 축출하여 복탄소둔처리를 하였다.In the first step, carbon steel subjected to the cubic carbon annealing process is subjected to the first heat treatment. In the conventional method, the carbon-carbon annealing process is heat-treated at about 880 캜 for about 4 hours as shown in Fig. 1, After cooled, it was evacuated and subjected to a cobalt annealing treatment.

그러나, 본 발명에서는 도 3에 일례로 나타낸 바와 같이, 850 ~ 900℃ 하에서 5 ~ 6시간 동안 열처리한 다음, 410 ~ 450℃까지 천천히 냉각시킨 후, 축출하여 급냉시켜서 탄소강을 복탄소둔처리공정을 수행하였다. 즉, 복탄소둔처리시, 기존 보다 150 ~ 190℃ 정도 낮은 온도에서 탄소강을 축출하여 처리 공정에 변화를 준 것이다. 이때, 탄소강 축출 온도가 450℃를 초과하면 탄소강 표면 내 망간 성분이 증가할 수 있으며, 410℃ 미만이면 본 발명의 후공정인 진공소둔화 처리 조건에 맞지 않는 탄소강이 될 수 있다. 그리고, 상기 냉각 온도는 상기 410 ~ 450℃까지 대략 24시간 정도, 바람직하게는 18 ~ 22℃/hr 의 속도로, 더욱 바람직하게는 19 ~ 20℃/hr 속도로 천천히 냉각을 수행하는 것이 좋으며, 냉각 속도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 탄소강 표면 내 탄소 등의 함유량이 너무 낮거나, 높아질 수 있는 바, 상기 냉각 속도로 천천히 냉각을 수행하는 것이 좋다.However, in the present invention, as shown in an example of FIG. 3, after annealing at 850 to 900 ° C for 5 to 6 hours, cooling slowly to 410 to 450 ° C, followed by quenching to carbon steel annealing Respectively. In other words, during the annealing process of the carbon steel, the carbon steel was removed at a temperature lower than the conventional temperature by 150 to 190 ° C to change the treatment process. At this time, manganese content in the surface of the carbon steel may increase if the carbon steel off-gas temperature exceeds 450 ° C, and it may become carbon steel that does not meet the vacuum sintering treatment condition of the later process of the present invention. The cooling temperature is preferably slow cooling to 410 to 450 ° C for about 24 hours, preferably 18 to 22 ° C / hr, more preferably 19 to 20 ° C / hr, When the cooling rate is out of the above range, the content of carbon or the like in the surface of the carbon steel may be too low or high, and the cooling may be performed slowly at the cooling rate.

복탄소둔처리 전의 탄소강은 탄소(C) 0.8000 ~ 0.9000 중량%, 규소(Si) 0.2000 ~ 0.5000 중량%, 망간(Mn) 0.5500 ~ 0.7500 중량%, 인(P) 0.0080 ~ 0.010 중량%, 황(S) 0.0100 ~ 0.0300 중량%를 포함할 수 있으며, 또한, 크롬(Cr) 0.0050 ~ 0.0170 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.0020 중량% 이하, 니켈(Ni) 0.0150 중량% 이하, 구리(Cu) 0.0100 ~ 0.0300 중량%, 주석(Sn) 0.0010 중량% 이하, 알루미늄(Al) 0.5000 ~ 3.0000 중량%, 코발트(Co) 0.0020 중량% 이하, 티타늄 0.0010 ~ 0.0040 중량% 정도를 더 포함할 수 있다.The carbon steel before the carbonitriding treatment contains 0.8000 to 0.9000 wt% of carbon (C), 0.2000 to 0.5000 wt% of silicon (Si), 0.5500 to 0.7500 wt% of manganese (Mn), 0.0080 to 0.010 wt% of phosphorus (P) 0.001 to 0.070 wt% of chromium (Cr), 0.0020 wt% or less of molybdenum (Mo), 0.0150 wt% or less of nickel (Ni), 0.0100 wt% or less of copper (Cu) , 0.0010 wt% or less of tin (Sn), 0.5000 to 3.0000 wt% of aluminum (Al), 0.0020 wt% or less of cobalt (Co), and 0.0010 to 0.0040 wt% of titanium.

이와 같은 성분의 탄소강을 위와 같이 복탄소둔처리공정을 수행하면 탄소강이 최경강으로 되며, 구체적으로는 탄소강 제품의 표면이 탄소(C) 0.90 ~ 1.04 중량%, 규소(Si) 0.020 ~ 0.100 중량%, 망간(Mn) 0.400 ~ 0.700 중량%, 인(P) 0.030 ~ 0.050 중량% 및 황(S) 0.010 ~ 0.100 중량%를 포함하는, 바람직하게는 탄소 0.920 ~ 1.010 중량%, 규소 0.200 ~ 0.800 중량%, 망간 0.500 ~ 0.600 중량%, 인 0.040 ~ 0.045 중량% 및 황 0.010 ~ 0.050 중량%를 포함하는 탄소강이 된다.
The surface of the carbon steel product preferably has a surface of 0.90 to 1.04% by weight of carbon (C), 0.020 to 0.100% by weight of silicon (Si) Preferably from 0.920 to 1.010% by weight of carbon, from 0.200 to 0.800% by weight of silicon, from 0.400 to 0.700% by weight of manganese (Mn), from 0.030 to 0.050% by weight of phosphorus (P) Carbon steel containing 0.500 to 0.600 wt% of manganese, 0.040 to 0.045 wt% of phosphorus and 0.010 to 0.050 wt% of sulfur.

1단계 ~ 3단계의 제1 열처리, 제2 열처리 및 제3 열처리는 도 4a에 나타낸 진공 소둔화 공정 및 도 5의 진공구상화 소둔로 내에서 수행하는 구상화 소둔 공정으로서 이를 단계별로 구체적으로 설명한다.The first heat treatment, the second heat treatment and the third heat treatment in the first to third steps are performed in the vacuum sintering process shown in FIG. 4A and the spheroidizing annealing process in the vacuum sintering annealing furnace in FIG.

본 발명에 있어서, 상기 1단계의 제1열처리는 850 ~ 900℃ 하에서 2.5 ~ 3.5시간 동안 수행하는 것이, 바람직하게는 860 ~ 890℃ 하에서 2.5 ~ 3.5시간 동안 수행하는 것이, 더욱 바람직하게는 870 ~ 890℃ 하에서 2.5 ~ 3.5시간 동안 수행하는 것이 좋은데, 이때, 제1 열처리온도가 850℃ 미만이면 탄소강의 구상화 조직 형성이 불안정적일 수 있으며, 제1 열처리온도가 900℃를 초과하더라도 물성 향상이 없는 바, 비경제적이므로, 상기 온도 범위 내에서 제1 열처리를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 제1 열처리 시간은 상기 온도에서 수행하기에 상대적으로 정해진 적정한 시간이다.In the present invention, the first heat treatment in the first step is performed at a temperature of 850 to 900 ° C for 2.5 to 3.5 hours, preferably at a temperature of 860 to 890 ° C for 2.5 to 3.5 hours, more preferably, If the first heat treatment temperature is less than 850 ° C, the formation of spheroidized structure of carbon steel may be unstable, and even if the first heat treatment temperature exceeds 900 ° C, there is no improvement in physical properties. , It is preferable to perform the first heat treatment within the temperature range because it is uneconomical. And, the first heat treatment time is an appropriate time relatively determined to perform at the temperature.

그리고, 상기 2단계의 제2 열처리는 710 ~ 750℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이, 바람직하게는 715 ~ 745℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이, 더욱 바람직하게는 725 ~ 740℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이 좋으며, 이때, 제2 열처리온도가 710℃ 미만이면 탄소강의 구상화 조직 형성이 불안정적일 수 있으며, 제2 열처리온도가 750℃를 초과하더라도 물성 향상이 없는 바, 비경제적이므로, 상기 온도 범위 내에서 제2 열처리를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 제2 열처리 시간은 상기 온도에서 수행하기에 상대적으로 정해진 적정한 시간이다.The second heat treatment in the second step is carried out at 710 to 750 ° C for 7.5 to 8.5 hours, preferably at 715 to 745 ° C for 7.5 to 8.5 hours, more preferably at 725 to 740 ° C If the second heat treatment temperature is less than 710 DEG C, the formation of spheroidized structure of the carbon steel may be unstable, and even if the second heat treatment temperature exceeds 750 DEG C, there is no improvement in physical properties, It is preferable to perform the second heat treatment within the temperature range. And, the second heat treatment time is an appropriate time relatively determined to perform at the temperature.

또한, 상기 3단계의 제3 열처리는 630 ~ 660℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이, 바람직하게는 635 ~ 655℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이, 더욱 바람직하게는 645 ~ 655℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 수행하는 것이 좋으며, 이때, 제3 열처리온도가 630℃ 미만이면 탄소강의 구상화 조직 형성이 불안정적일 수 있으며, 제3 열처리온도가 660℃를 초과하더라도 물성 향상이 없는 바, 비경제적이므로, 상기 온도 범위 내에서 제3 열처리를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 제3 열처리 시간은 상기 온도에서 수행하기에 상대적으로 정해진 적정한 시간이다.It is preferable that the third heat treatment in the third step is performed at 630 to 660 ° C for 7.5 to 8.5 hours, preferably at 635 to 655 ° C for 7.5 to 8.5 hours, more preferably at 645 to 655 ° C If the third heat treatment temperature is less than 630 DEG C, the formation of spheroidized structure of carbon steel may be unstable. If the third heat treatment temperature exceeds 660 DEG C, there is no improvement in physical properties, It is preferable to perform the third heat treatment within the above-mentioned temperature range. And, the third heat treatment time is an appropriate time relatively determined to perform at the temperature.

그리고, 제3 열처리를 수행한 후, 380 ~ 420℃까지, 바람직하게는 390 ~ 410℃까지 노냉시킨 후, 질소 가스로 상온(15 ~ 35℃) 정도까지 급냉을 수행하게 된다. 그리고, 상기 노냉은 40 ~ 50℃/hr의 냉각속도로, 바람직하게는 42 ~ 47℃/hr의 냉각속도로, 더욱 바람직하게는 44 ~ 45℃/hr의 냉각속도로 380 ~ 420℃까지 천천히 냉각을 시킨 후, 급냉을 수행한다. 이때, 냉각 속도가 42℃/hr 미만이면 냉각 속도가 너무 느려서 구상화 소둔 전체 공정시간이 너무 길어지는 문제가 있고, 50℃/hr를 초과하면 냉각 속도가 너무 빨라서, 최종 제품의 경도가 오히려 너무 높아지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 냉각 속도로 노냉을 수행하는 것이 좋다.
After the third heat treatment, the substrate is quenched to 380 to 420 ° C, preferably 390 to 410 ° C, and quenched to about room temperature (15 to 35 ° C) with nitrogen gas. The furnace is slowly cooled to a temperature of 380 to 420 ° C at a cooling rate of 40 to 50 ° C / hr, preferably at a cooling rate of 42 to 47 ° C / hr, more preferably at a cooling rate of 44 to 45 ° C / After cooling, quenching is carried out. At this time, if the cooling rate is less than 42 ° C / hr, the cooling rate is too slow, and the whole process time of spheroidizing annealing becomes too long. If the cooling rate exceeds 50 ° C / hr, the cooling rate becomes too fast, It is advisable to carry out the furnace cooling at the cooling rate.

또한, 4단계의 템퍼링은 탄소강의 경도를 적절하게 낮춰서 탄소강의 조직을 안정화시키는 공정으로서, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 680 ~ 720℃ 하에서 4.5 ~ 5.5시간 동안 열처리하여 수행하는 것이, 바람직하게는 690 ~ 710℃ 하에서 4.5 ~ 5.5시간 동안 열처리하여 수행하는 것이 좋다. 이때, 템퍼링 열처리 온도가 680℃ 미만이면 탄소강의 조직 안정화가 미비하여 경도가 너무 높을 수 있으며, 720℃를 초과하면 오히려 탄소강의 경도가 너무 낮아지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도에서 상기 시간 동안 수행하는 것이 적절하다.The 4-step tempering is a step of stabilizing the structure of the carbon steel by suitably lowering the hardness of the carbon steel. As shown in FIG. 4B, it is preferably performed by heat treatment at 680 to 720 ° C for 4.5 to 5.5 hours, preferably 690 To < RTI ID = 0.0 > 710 C < / RTI > for 4.5 to 5.5 hours. At this time, if the tempering heat treatment temperature is less than 680 ° C, the carbon steel may not have sufficient structural stability and the hardness may be too high. If the tempering temperature exceeds 720 ° C, the hardness of the carbon steel may be too low. It is appropriate.

그리고, 5단계에서 템퍼링 후, 280 ~ 320℃까지, 바람직하게는 290 ~ 310℃까지 노냉을 수행하는데, 적절한 템퍼링을 통한 탄소강의 안정화된 조직 유지 및 경제성 면에서 상기 온도까지 노냉을 수행하는 것이 유리하다. 그리고, 이때, 상기 노냉은 70 ~ 85℃/hr의 냉각속도로, 바람직하게는 75 ~ 82℃/hr의 냉각속도로, 더욱 바람직하게는 78 ~ 80℃/hr 노냉을 수행하는 것이 좋으며, 냉각속도가 70℃/hr 미만이면 냉각 속도가 너무 느려서 공정시간이 너무 길어져서 경제성이 떨어지고, 냉각속도가 85℃/hr를 초과하면 너무 급격하게 냉각을 시켜서 경도가 오히려 급격하게 상승하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 냉각 속도로 280 ~ 320℃ 정도까지 노냉시키는 것이 바람직하다.
After tempering in step 5, furnace cooling is performed from 280 to 320 ° C, preferably from 290 to 310 ° C. It is desirable to carry out the furnace cooling to the above temperature from the standpoint of maintaining the stable structure of carbon steel through appropriate tempering and economical efficiency Do. At this time, the furnace cooling is preferably carried out at a cooling rate of 70 to 85 ° C / hr, preferably at a cooling rate of 75 to 82 ° C / hr, more preferably 78 to 80 ° C / If the speed is less than 70 ° C / hr, the cooling rate is too slow, resulting in an excessively long process time, resulting in poor economical efficiency. If the cooling rate exceeds 85 ° C / hr, It is preferable to cool the furnace to about 280 to 320 ° C at the cooling rate.

이와 같이 1단계 ~ 5단계의 제1, 제2, 제3 열처리를 통한 진공구상화 소둔 및 템퍼링을 수행한 탄소강제품은 복탄소둔화공정을 수행한 최경강이 고탄소강으로 된다. 즉, 상기 5단계까지 수행한 탄소강의 표면은 탄소(C) 0.600 ~ 0.750 중량%, 규소(Si) 0.500 ~ 1.500 중량%, 망간(Mn) 0.650 ~ 0.850 중량%, 인(P) 0.010 ~ 0.150 중량% 및 황(S) 0.010 ~ 0.200 중량%를 포함하는 탄소강, 즉 고탄소강으로 성분이 변하게 된다.Carbon steel products subjected to vacuum spheroidization annealing and tempering through the first, second and third heat treatments in steps 1 to 5 have high carbon steels which have undergone a double carbon reduction process. That is, the surface of the carbon steel up to Step 5 is composed of 0.600 to 0.750 wt% of carbon (C), 0.500 to 1.500 wt% of silicon (Si), 0.650 to 0.850 wt% of manganese (Mn), 0.010 to 0.150 wt % And sulfur (S) 0.010 to 0.200% by weight, that is, high carbon steel.

이와 같이 본 발명의 구상화 소둔시킨 탄소강 제품은 로크웰 경도 측정시, HRB 88 ~ 92 정도를, 바람직하게는 HRB 88 ~ 90 정도의 표면 경도를 갖게 된다. 이러한 본 발명의 탄소강 제품은 다양한 탄소강 부품, 탄소강 제품으로 용도가 다양하며 특히 블레이드 탄소강 제품으로 사용하기 적합하며, 구체적인 예를 들면, 우수한 경도를 갖는 양털 깍기용 블레이드 등을 경제성 높게 제품화 할 수 있다.
As described above, when the rockwell hardness of the carbon steel product subjected to spheroidization annealing according to the present invention is measured, it has a surface hardness of about HRB 88-92, preferably HRB 88-90. The carbon steel product of the present invention has various uses as various carbon steel parts and carbon steel products, and is particularly suitable for use as a blade carbon steel product. Specifically, for example, a blade for shearing clippers having excellent hardness can be produced with high economic efficiency.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 자세하게 설명을 한다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예][Example]

준비예 1 ~ 3Preparation examples 1 to 3

도 6에 나타낸 것과 같은 블레이드를 준비하였으며, 도 6의 A를 준비예 1로 정의한다. 또한, 도 6의 B ~ C의 블레이드 각각을 준비예 2 및 준비예 3로 정의한다.A blade as shown in Fig. 6 was prepared, and A of Fig. 6 was defined as Preparation Example 1. Fig. Further, each of the blades B to C of Fig. 6 is defined as Preparation Example 2 and Preparation Example 3, respectively.

그리고, 준비예 1 ~ 준비예 3의 블레이드 각각을 로크웰 경도 측정하였고, 이의 표면경도를 하기 표 1에 나타내었다.
Each of the blades of Preparative Examples 1 to 3 was measured for Rockwell hardness, and the surface hardness thereof is shown in Table 1 below.

구분division 로크웰 경도Rockwell hardness 준비예 1Preparation Example 1 HRB 48.53HRB 48.53 준비예 2Preparation Example 2 HRB 44.44HRB 44.44 준비예 3Preparation Example 3 HRB 66.61HRB 66.61

또한, 준비예 1 ~ 준비예 3의 블레이드 각각의 성분을 측정하였으며, 이를 하기 표 2에 나타내었다.The components of each of the blades of Preparation Examples 1 to 3 were measured and are shown in Table 2 below.

구분(중량%)Category (% by weight) 준비예 1Preparation Example 1 준비예 2Preparation Example 2 준비예 3Preparation Example 3 탄소(C)Carbon (C) 0.838600.83860 0.843720.84372 0.878130.87813 규소(Si)Silicon (Si) 0.483850.48385 0.242830.24283 0.204480.20448 망간(Mn)Manganese (Mn) 0.719440.71944 0.649550.64955 0.594050.59405 인(P)In (P) 0.008250.00825 0.009150.00915 0.009610.00961 황(S)Sulfur (S) 0.016070.01607 0.011050.01105 0.015080.01508 크롬(Cr)Chromium (Cr) 0.030820.03082 0.006180.00618 0.017200.01720 몰리브덴(Mo)Molybdenum (Mo) 0.001550.00155 00 00 니켈(Ni)Nickel (Ni) 0.013710.01371 0.001300.00130 0.005360.00536 구리(Cu)Copper (Cu) 0.025260.02526 0.015010.01501 0.023850.02385 주석(Sn)Tin (Sn) 0.000940.00094 00 0.000370.00037 바나듐(V)Vanadium (V) 00 00 00 알루미늄(Al)Aluminum (Al) 0.629750.62975 2.95462.9546 1.89331.8933 코발트(Co)Cobalt (Co) 0.001910.00191 0.000140.00014 0.001190.00119 티타늄(Ti)Titanium (Ti) 0.003740.00374 0.001660.00166 0.001580.00158 텅스텐(W)Tungsten (W) 00 00 00

실시예 1Example 1

(1) 복탄 소둔화 공정(1) Better carbon deceleration process

상기 준비예 1의 블레이드를 880℃에서 5.5 시간동안 열처리한 후, 430℃까지 23시간 30분 동안 천천히 냉각시킨 후, 블레이드를 축출한 다음, 공기 중에 급냉시켰다.The blades of Preparation Example 1 were heat-treated at 880 캜 for 5.5 hours, then slowly cooled to 430 캜 for 23 hours and 30 minutes, and then the blades were poured out and then quenched in the air.

복탄 소둔화 공정을 수행한 블레이드의 표면 성분을 검사하기 위해 도 7의 A와 같이 그라인더 연마를 수행하였고, 이의 표면 성분은 하기 표 3에 나타내었다.
A grinder polishing was carried out as shown in Fig. 7A to examine the surface components of the blades subjected to the carbon nano-blooming process, and the surface components thereof are shown in Table 3 below.

(2) 진공 구상화 소둔 공정(2) Vacuum spheroidization annealing process

복탄 소둔화공정을 수행한 블레이드를 도 5에 나타낸 진공구성화 소둔로에 투입한 후, 880℃에서 3시간 동안 제 1 열처리를 수행한 후, 질소 가스 하에서 급냉시켰다.The blades subjected to the carbon reduction annealing step were put in a vacuum forming furnace shown in Fig. 5, followed by a first heat treatment at 880 캜 for 3 hours, followed by quenching under a nitrogen gas.

다음으로 이를 730℃에서 8 시간 동안 제2 열처리를 수행한 후, 연속해서 650℃에서 8 시간 동안 제3 열처리를 수행한 다음, 5시간 30분 동안 천천히 400℃까지 냉각시킨 후, 이를 질소 냉각시켰다.
Subsequently, the resultant was subjected to a second heat treatment at 730 ° C for 8 hours, followed by a third heat treatment at 650 ° C for 8 hours, followed by cooling to 400 ° C slowly for 5 hours and 30 minutes, followed by cooling with nitrogen .

(3) 템퍼링 공정(3) Tempering process

다음으로 제3 열처리 및 질소 냉각시킨 블레이드를 700℃에서 5시간 동안 열처리한 후, 8시간 동안 천천히 300℃까지 노냉시킨 후, 이를 질소 냉각시켜서, 최종 양털 깍기용 블레이드 제품을 제조하였다.Next, the third heat-treated and nitrogen-cooled blades were heat-treated at 700 ° C for 5 hours, cooled slowly to 300 ° C for 8 hours, and then cooled with nitrogen to prepare a blade product for final shearing.

그리고, 제조한 블레이드 제품의 표면 성분을 하기 표 4에 나타내었다.
Table 4 shows the surface components of the manufactured blade products.

실시예 2 ~ 실시예 3Examples 2 to 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 구상화소둔 열처리(복탄 소둔화 공정, 진공 구상화 소둔 공정 및 템퍼링 공정)를 실시하되, 준비예 1의 블레이드 대신 준비예 2 및 준비예 3의 블레이드를 각각 사용하여 실시예 2 ~ 3를 각각 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was followed to perform a spheroidizing annealing heat treatment (a carbon burning step, a vacuum spheroidizing annealing step and a tempering step), but the blades of Preparation Example 2 and Preparation Example 3 were used instead of the blades of Preparation Example 1, 2 and 3, respectively.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 준비예 1의 블레이드를 사용하여, 도 1, 도 2a 및 도 2b와 같은 공정을 통해 구상화소둔 열처리를 실시하였다. 복탄소둔화 공정시, 준비예 1의 블레이드를 880℃에서 5.5 시간동안 열처리한 후, 600℃에서 블레이드를 축출한 후, 공기 중에 급냉시켰다.In the same manner as in Example 1, the blades of Preparation Example 1 were subjected to spheroidizing annealing heat treatment through the same steps as in Figs. 1, 2A and 2B. In the double-carbon slowing process, the blades of Preparation Example 1 were heat-treated at 880 캜 for 5.5 hours, the blades were removed at 600 캜, and then quenched in the air.

구분(중량%)Category (% by weight) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 탄소(C)Carbon (C) 1.0001,000 0.9250.925 1.0001,000 0.9120.912 규소(Si)Silicon (Si) 0.4990.499 0.6250.625 0.5230.523 3.9493.949 망간(Mn)Manganese (Mn) 0.5060.506 0.5820.582 0.5060.506 0.7980.798 인(P)In (P) 0.0470.047 0.0420.042 0.0400.040 0.0510.051 황(S)Sulfur (S) 0.0140.014 0.0290.029 0.0480.048 0.2240.224 * 함량 스펙(spec.)
탄소 0.90 ~ 1.04 중량% / 규소 0.200 ~ 0.100 중량% / 망간 0.400 ~ 0.700 중량% / 인 0.030 ~ 0.050 중량% / 황 0.010 ~ 0.100 중량%
* Content specification (spec.)
Carbon 0.90 to 1.04 weight% / silicon 0.200 to 0.100 weight% / manganese 0.400 to 0.700 weight% / phosphorus 0.030 to 0.050 weight% / sulfur 0.010 to 0.100 weight%

구분(중량%)Category (% by weight) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 탄소(C)Carbon (C) 0.6030.603 0.6160.616 0.6560.656 0.6230.623 규소(Si)Silicon (Si) 0.6520.652 0.6300.630 0.6080.608 1.7121.712 망간(Mn)Manganese (Mn) 0.7540.754 0.7240.724 0.7680.768 0.9020.902 인(P)In (P) 0.0830.083 0.0770.077 0.0880.088 0.1650.165 황(S)Sulfur (S) 0.0160.016 0.0130.013 0.1800.180 0.0220.022 * 함량 스펙(spec.)
탄소 0.600 ~ 0.750 중량% / 규소 0.500 ~ 1.500 중량% / 망간 0.650 ~ 0.850 중량% / 인 0.010 ~ 0.150 중량% / 황 0.010 ~ 0.200 중량%
* Content specification (spec.)
Carbon 0.600 ~ 0.750 wt% / silicon 0.500 ~ 1.500 wt% / manganese 0.650 ~ 0.850 wt% / phosphorus 0.010 ~ 0.150 wt% / sulfur 0.010 ~ 0.200 wt%

상기 표 3 및 표 4의 성분 변화를 살펴보면, 진공 구상화 소둔 및 템퍼링 공정을 수행함으로써, 블레이드 내 성분 변화를 확인할 수 있으며, 최종 제품에서 제조하고자 하는 블레이드의 성분 스펙을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 본 발명이 제시하는 다른 조건 하에서 복탄 소둔화를 수행한 비교예 1의 경우, 다른 성분은 스펙을 만족했으나, 규소, 망간 및 인의 함량이 스펙 범위를 초과하는 문제가 있었다.
As shown in Table 3 and Table 4, changes in component in the blades can be confirmed by performing the vacuum sophisticated annealing and tempering processes, and it was confirmed that the blend satisfies the component specifications of the blade to be manufactured in the final product. However, in the case of Comparative Example 1 in which the carbon nano-particles were sintered under the other conditions suggested by the present invention, the other components satisfied the specifications, but the content of silicon, manganese and phosphorus exceeded the specification range.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 ~ 3에서 구상화 소둔 처리하여 제조한 블레이드 각각을 절단하여 이의 표면을 SEM(Scanning electron microscope)을 측정하여 표면이 탈탄이 발생했는지 측정하였고, 이의 측정 사진을 도 8의 A ~ C 각각에 나타내었다. 도 8을 살펴보면 탈탄이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.
Each of the blades produced by performing the spheroidizing annealing treatment in Examples 1 to 3 was cut and the surface of the blades was measured by SEM (Scanning Electron Microscope) to determine whether decarburization occurred on the surface. The measurement photographs thereof were shown in A to C Respectively. 8, it was confirmed that decarburization did not occur.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 준비예 1의 블레이드를 사용하여, 동일한 복탄소둔화 공정을 수행하였다. 또한, 동일한 방법으로 진공 구상화 소둔 공정 및 템퍼링 공정을 수행하되, 진공 구상화 소둔 공정에서 제1열처리를 880℃가 아닌 800℃에서 3시간 동안 수행하여 블레이드를 제조하였다.
In the same manner as in Example 1, the same double carbon-sintering step was carried out using the blades of Preparation Example 1. In addition, the vacuum sphere annealing process and the tempering process were performed in the same manner, but the first heat treatment was performed at 800 ° C. for 3 hours instead of 880 ° C. in the vacuum sphere annealing process.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 준비예 1의 블레이드를 사용하여, 동일한 복탄소둔화 공정을 수행하였다. 또한, 동일한 방법으로 진공 구상화 소둔 공정 및 템퍼링 공정을 수행하되, 진공 구상화 소둔 공정에서 제2열처리를 730℃가 아닌 680℃에서 8시간 동안 수행하여 블레이드를 제조하였다.
In the same manner as in Example 1, the same double carbon-sintering step was carried out using the blades of Preparation Example 1. In addition, the vacuum sphere annealing process and the tempering process were performed in the same manner, but the second heat treatment was performed at 680 캜 for 8 hours instead of 730 캜 in the vacuum sphere annealing process.

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 준비예 1의 블레이드를 사용하여, 동일한 복탄소둔화 공정을 수행하였다. 또한, 동일한 방법으로 진공 구상화 소둔 공정 및 템퍼링 공정을 수행하되, 진공 구상화 소둔 공정에서 제3열처리를 650℃가 아닌 600℃에서 8시간 동안 수행하여 블레이드를 제조하였다.
In the same manner as in Example 1, the same double carbon-sintering step was carried out using the blades of Preparation Example 1. Also, the vacuum sphere annealing process and the tempering process were performed in the same manner, but the third annealing process was performed at 600 캜 for 8 hours instead of 650 캜 in the vacuum sphere annealing process.

비교예 5Comparative Example 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 준비예 1의 블레이드를 사용하여, 동일한 복탄소둔화 공정을 수행하였다. 또한, 동일한 방법으로 진공 구상화 소둔 공정 및 템퍼링 공정을 수행하되, 진공 구상화 소둔 공정에서 제3열처리 후, 400℃까지 노냉시, 60?/hr의 냉각속도로 빠르게 냉각시켰다.
In the same manner as in Example 1, the same double carbon-sintering step was carried out using the blades of Preparation Example 1. After the third heat treatment in the vacuum sphere-annealing step, the substrate was rapidly cooled at a cooling rate of 60 / / hr in a furnace cooling to 400 캜 in the vacuum sphere annealing process and the tempering process in the same manner.

실험예 2Experimental Example 2

실시예 및 비교예에서 제조한 블레이드 각각의 표면 경도를 로크웰 경도 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 그리고, 하기 표 5의 측정값은 각각의 블레이드의 임의의 5군데에서 측정한 후, 이의 평균값을 나타낸 것이다.
The surface hardness of each of the blades prepared in Examples and Comparative Examples was measured for Rockwell hardness, and the results are shown in Table 5 below. The measured values in Table 5 are measured at five arbitrary points of each blade, and the average values thereof are shown.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 측정값Measures HRB 89.2HRB 89.2 HRB 89.8HRB 89.8 HRB 89.5HRB 89.5 HRB 94.8HRB 94.8 구분division 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 측정값Measures HRB 89.2HRB 89.2 HRB 89.8HRB 89.8 HRB 87.6HRB 87.6 HRB 92.4HRB 92.4 * 표면 경도 스펙 : HRB 88 ~ 92* Surface hardness spec: HRB 88 ~ 92

상기 표 5의 경도 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 실시예 3의 경우, 경도 값이 HRB 89 ~ 90 정도로 원하는 표면 경도 스펙을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 비교예 1의 경우, HRB 92를 초과하는 표면 경도를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 그리고,As a result of the hardness measurement in Table 5, it was confirmed that the hardness values of Examples 1 to 3 have a desired surface hardness specification of HRB 89 to 90 or so. However, in the case of Comparative Example 1, it was confirmed that the surface hardness exceeded HRB 92. And,

제1 열처리 온도가 850℃ 미만인 800℃에서 수행한 비교예 2, 제2 열처리 온도가 710? 미만인 680?에서 수행한 비교예 3, 및 제3 열처리 온도가 630? 미만인 600℃에서 수행한 비교예 4의 경우, 경도가 HRB 88보다 낮은 결과를 보였는데, 이는 블레이드 내 조직이 실시예 1 보다 상대적으로 불안정하게 형성된 결과로 판단되며, 이를 통하여 제1 열처리 내지 제3 열처리 온도가 본 발명이 제시하는 범위 내에서 수행하는 것이 원하는 표면 경도 스펙(HRB 88 ~ 92)를 갖는 탄소강 제품을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그리고, 제3 열처리 후, 50?/hr 이상인 60?/hr 의 속도로 노냉시킨 비교예 5의 경우, 경도가 HRB 92를 초과했는데, 이는 너무 빠르게 냉각을 수행한 결과 오히려 경도가 높아진 것으로 판단된다.
Comparative Example 2 performed at 800 占 폚 where the first heat treatment temperature was lower than 850 占 폚, Comparative Example 2 where the second heat treatment temperature was 710? Comparative Example 3 performed at 680? And the third heat treatment temperature of 630? In Comparative Example 4, the hardness was lower than HRB 88, which is considered to be the result that the internal structure of the blade was relatively unstably formed as compared with Example 1. As a result, the first heat treatment to the third heat treatment It was confirmed that it is possible to produce a carbon steel product having a desired surface hardness specification (HRB 88 to 92) in which the heat treatment temperature is to be performed within the range suggested by the present invention. After the third heat treatment, in Comparative Example 5 in which the furnace was cooled at a rate of 60? / Hr or more of 50? / Hr, the hardness exceeded HRB 92, which is considered to be rather higher as a result of cooling too fast .

상기 실시예 및 실험예를 통하여, 구상화 소둔 처리 공정을 통해 우수한 경도를 갖는 탄소강 제품을, 즉, 블레이드 제품을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 기존의 진공 소둔화 처리 공정 보다 단순화시킨 열처리 공정을 통해 진공 소둔화 처리 시간을 줄였으며, 또한 템퍼링 공정 수행 시간 줄임으로써, 전체적으로 경제성 높은 구상화 소둔 처리 공정, 이를 이용한 탄소강 제품을 제공할 수 있게 되었다.Through the foregoing Examples and Experimental Examples, it was confirmed that a carbon steel product having excellent hardness, that is, a blade product can be provided through the spheroidizing annealing process. Further, the vacuum annealing process time is reduced through the annealing process simplified as compared with the conventional vacuum annealing process shown in FIGS. 2A and 2B, and the annealing annealing process having a high economical efficiency as a whole by reducing the time for performing the annealing process. Carbon steel products.

Claims (13)

복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강을 850 ~ 900℃ 하에서 2.5 ~ 3.5시간 동안 열처리한 후, 질소가스 하에서 급냉시키는 제1 열처리하는 1단계;
급냉시킨 탄소강을 710 ~ 750℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 제2 열처리하는 2단계;
제2 열처리를 수행한 후, 630 ~ 660℃ 하에서 7.5 ~ 8.5시간 동안 열처리한 다음, 380 ~ 420℃까지 노냉시킨 다음, 질소가스로 급냉시켜서 제3열처리하는 3단계; 및
제3 열처리한 탄소강을 680 ~ 720℃ 하에서 4.5 ~ 5.5시간 동안 템퍼링(tempering)을 수행하는 4단계; 및
템퍼링 수행한 탄소강을 280 ~ 320℃까지 노냉시킨 후, 질소가스로 급냉시키는 5단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.
A first step of performing a first heat treatment in which carbon steel having undergone the cubic carbon annealing treatment is heat-treated at 850 to 900 ° C for 2.5 to 3.5 hours and then quenched under a nitrogen gas;
A second step of subjecting the quenched carbon steel to a second heat treatment at 710 to 750 ° C for 7.5 to 8.5 hours;
A third heat treatment after performing the second heat treatment, a heat treatment at 630 to 660 ° C for 7.5 to 8.5 hours, followed by cooling to 380 to 420 ° C, followed by quenching with nitrogen gas, and a third heat treatment; And
4) performing the tempering of the third heat treated carbon steel at 680 to 720 캜 for 4.5 to 5.5 hours; And
Cooling the tempered carbon steel to 280 to 320 DEG C, and quenching it with nitrogen gas;
Wherein the annealing is performed at a temperature higher than the melting point of the carbon steel.
제1항에 있어서, 3단계의 상기 노냉은 40 ~ 50℃/hr의 냉각속도로 노냉을 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method of claim 1, wherein the furnace annealing in three stages is performed at a cooling rate of 40 to 50 ° C / hr. 제1항에 있어서, 5단계의 상기 노냉은 75 ~ 82℃/hr의 냉각속도로 노냉을 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method according to claim 1, wherein the furnace cooling in step 5 is performed at a cooling rate of 75 to 82 ° C / hr. 제1항에 있어서, 상기 복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강은
850 ~ 900℃ 하에서 5 ~ 6시간 동안 열처리한 다음, 410 ~ 450℃까지 냉각시킨 후, 축출하여 급냉시키는 복탄소둔처리공정;을 수행한 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.
The method of manufacturing a carbon steel according to claim 1,
Annealing at 850 to 900 캜 for 5 to 6 hours and then cooling to 410 to 450 캜 and then quench and quench the carbon steel.
제4항에 있어서, 복탄소둔처리공정의 상기 냉각은 19 ~ 20℃/hr 속도로 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method for annealing a spheroidizing annealing of carbon steel according to claim 4, wherein the cooling in the step of annealing the carbon nanotubes is performed at a temperature of 19 to 20 캜 / hr. 제1항에 있어서, 상기 1단계의 복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강은 최경강이고, 5단계까지 수행한 후의 탄소강제품은 고탄소강인 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method according to claim 1, wherein the carbon steel subjected to the one-step carbon annealing step is a minimum strength steel, and the carbon steel product after the fifth step is high carbon steel. 제1항에 있어서, 상기 복탄소둔처리공정을 수행한 탄소강의 표면은 탄소(C) 0.90 ~ 1.04 중량%, 규소(Si) 0.450 ~ 4.000 중량%, 망간(Mn) 0.400 ~ 0.700 중량%, 인(P) 0.040 ~ 0.050 중량% 및 황(S) 0.010 ~ 0.250 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.2. The method of claim 1, wherein the surface of the carbon steel that has undergone the carbon annealing process comprises 0.90 to 1.04 wt% of carbon (C), 0.450 to 4.000 wt% of silicon (Si), 0.400 to 0.700 wt% of manganese P) 0.040 to 0.050 wt%, and sulfur (S) 0.010 to 0.250 wt%. 제1항에 있어서, 상기 5단계까지 수행한 탄소강의 표면은 탄소(C) 0.600 ~ 0.750 중량%, 규소(Si) 0.500 ~ 1.500 중량%, 망간(Mn) 0.650 ~ 0.850 중량%, 인(P) 0.010 ~ 0.150 중량% 및 황(S) 0.010 ~ 0.200 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method of claim 1, wherein the surface of the carbon steel up to step 5 is 0.600 to 0.750 wt% carbon, 0.500 wt% to 1.500 wt% silicon, 0.650 wt% to 0.850 wt% manganese, 0.010 to 0.150 wt.% Of sulfur (S) and 0.010 to 0.200 wt.% Of sulfur (S). 제1항에 있어서, 5단계의 노냉 및 급냉시킨 후의 탄소강은 블레이드(blade) 탄소강제품인 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method for annealing annealed spheroidal carbon steel according to claim 1, wherein the carbon steel after the quenching and quenching in step 5 is a blade carbon steel product. 제9항에 있어서, 상기 블레이드 탄소강제품은 로크웰 경도 측정시, HRB 88 ~ 92인 것을 특징으로 하는 탄소강의 구상화소둔 열처리 방법.The method according to claim 9, wherein the blade carbon steel product has an HRB of 88 to 92 in Rockwell hardness measurement. 제9항의 방법으로 구상화소둔 열처리를 수행한 블레이드 탄소강제품.A blade carbon steel product having undergone spheroidizing annealing by the method of claim 9. 제11항에 있어서, 상기 블레이드 탄소강제품은 양털깍기용 블레이드인 것을 특징으로 하는 블레이드 탄소강제품.12. The blade carbon steel product according to claim 11, wherein the blade carbon steel product is a shear blade. 제11항에 있어서, 로크웰 경도 측정시, HRB 88 ~ 92인 것을 특징으로 하는 블레이드 탄소강제품.The blade carbon steel product according to claim 11, wherein the hardness of the Rockwell hardness is HRB 88-92.
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