KR101546146B1 - Manufacturing method of bearing steel - Google Patents

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Abstract

니켈(Ni)을 다량 첨가한 후, 열간단조 후 구상화 열처리, QT 열처리를 통해 피로수명이 우수한 베어링강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강재 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 블름 판재를 SRT(Slab reheating temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 열간압연하는 단계; (c) 상기 열간압연된 강을 770 ~ 810℃ 조건에서 2 ~ 3시간 구상화 열처리 한 후 냉각하는 단계; (d) 상기 구상화 열처리된 강을 820 ~ 880℃에서 15 ~ 30분 동안 가열한 후 급냉하는 켄칭 단계; 및 (e) 상기 켄칭을 실시한 강을 150 ~ 230℃ 조건으로 0.5 ~ 2시간 동안 템퍼링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
To a bearing steel excellent in fatigue life through spheroidizing heat treatment and QT heat treatment after hot forging, and a manufacturing method thereof.
The method of manufacturing a steel material according to the present invention comprises the steps of: (a) providing a steel sheet having a carbon content of 0.95 to 1.10 wt%, a silicon content of 0.15 to 0.35 wt%, a manganese content of Mn of more than 0 wt% to 0.5 wt% P: not less than 0 wt% to not more than 0.025 wt%, S: not less than 0 wt% to not more than 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni) Reheating the blast plate made of molybdenum (Mo) in an amount of more than 0 wt% to 0.08 wt% and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities to a slab reheating temperature (SRT) of 1100 to 1250 캜; (b) hot rolling the reheated sheet material; (c) subjecting the hot-rolled steel to spheroidizing heat treatment at 770 to 810 占 폚 for 2 to 3 hours and then cooling; (d) a quenching step in which the spheroidized heat-treated steel is heated at 820 to 880 캜 for 15 to 30 minutes and quenched; And (e) tempering the quenched steel at 150 to 230 DEG C for 0.5 to 2 hours.

Description

베어링강 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF BEARING STEEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a bearing manufacturing method,

본 발명은 베어링강 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피로수명이 향상된 고탄소 크롬 베어링강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing steel manufacturing technique, and more particularly, to a high carbon chromium bearing steel having improved fatigue life and a manufacturing method thereof.

일반적으로 베어링강은 전로 또는 전기로에서 제강 후 래들 내에서 강환원성 분위기를 유지하면서 정련하여 비금속개재물의 양을 저감시키며, 진공탈가스 공정을 거쳐 산소 함량(T[O])을 12 ppm 이하까지 낮춘 상태에서 정련하며, 이후 주조공정으로 주편이나 강괴로 응고시킨 후 소재에 존재하는 편석과 거대 탄화물을 제거하기 위해 균열확산처리(Soaking)를 실시한 다음 빌레트로 압연된다. 그 후 압연공장에서 소재를 연화시켜주기 위하여 극서냉 조업을 실시하여 베어링강 선재 또는 봉재로 생산되며, 생산된 소재는 구상화 열처리(Spheroidizing annealing)를 거쳐 베어링의 전동체인 볼이나 롤러 또는 내외륜으로 가공하고, 이어서 경화열처리로서 담금질 및 뜨임 처리를 한 후 연마공정을 거쳐 최종 제품인 베어링으로 생산된다.In general, bearing steel is refined while maintaining a strong reducing atmosphere in the ladle after steelmaking in a converter or an electric furnace to reduce the amount of nonmetallic inclusions and to reduce the oxygen content (T [O]) to 12 ppm or less And after that it is solidified in casting or ingot by casting process and then subjected to cracking treatment (soaking) in order to remove segregation and giant carbide present in the material and then rolled into a billet. After that, it is produced as bearing steel wire rod or rod by cold working in the pole to soften the material in the rolling mill. The produced material is processed by spherical rolling annealing (spheroidizing annealing) Followed by quenching and tempering as a curing heat treatment, followed by a polishing step, and then the final product is produced as a bearing.

다만, 상기와 같이 주조공정을 통해 생산된 베어링강은 일반적으로 고탄소 고크롬 함유로 인해 소재에서의 편석 및 거대 탄화물 생성을 피할 수 없는 것으로 인식되고 있다. 즉 응고시 고상과 액상간에는 용질원소의 용해도 차이가 존재하여 고액 계면 선단에 용질원자가 배출되어 쌓이게 되고 이는 수지상정간의 미세편석 발생으로 이어진다. 이와 같은 수지상정간의 미세편석은 응고 완료시 소재 중심부에 발생하는 응고 수축공 내부로 흡입되어 다량의 중심편석을 유발하게 되고, 이로 인해 소재 중심편석대에 거대 탄화물이 생성되는 것이다. 이러한 거대 탄화물은 피로시험 및 실제 사용 중에 이를 기점으로 하는 조기 피로파단의 원인이 되어 베어링 박리(flaking) 현상을 유발한다.However, it is recognized that the bearing steel produced through the casting process as described above can not avoid segregation and formation of giant carbides in the material due to the high carbon and high chromium content. In other words, there is a difference in solubility between the solid phase and the liquid phase during solidification, so that solute atoms are discharged and accumulated at the liquid interface, leading to microsegregation of the resin phase. Such micro-segregation of the resinous phase is sucked into the coagulation shrinkage cavity generated at the center of the solidification process, resulting in a large amount of center segregation, thereby generating a large carbide in the material center segregation column. These large carbides cause premature fatigue fracture starting from fatigue test and actual use and cause bearing flaking phenomenon.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0832960호(2008.05.21. 등록)에 개시된 고탄소 크롬 베어링강의 제조방법이 있다.
As a background technique related to the present invention, there is a method of manufacturing a high carbon chromium bearing steel disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0832960 (registered on May 21, 2008).

본 발명의 목적은 고탄소 베어링강에 있어서 니켈(Ni)의 함량을 증가시킨 강재를 열간단조 후 구상화 및 QT(Quenching&Tempering) 열처리를 통해 피로수명이 향상된 베어링강 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a bearing steel having improved fatigue life through spheroidization and QT (quenching & tempering) heat treatment after hot forging a steel material having increased nickel content in a high carbon bearing steel and a manufacturing method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 베어링강 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 블름 판재를 SRT(Slab reheating temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 열간압연하는 단계; (c) 상기 열간압연된 강을 770 ~ 810℃ 조건에서 2 ~ 3시간 구상화 열처리 한 후 냉각하는 단계; (d) 상기 구상화 열처리된 강을 820 ~ 880℃에서 15 ~ 30분 동안 가열한 후 급냉하는 켄칭 단계; 및 (e) 상기 켄칭을 실시한 강을 150 ~ 230℃ 조건으로 0.5 ~ 2시간 동안 템퍼링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides a bearing steel manufacturing method comprising the steps of: (a) mixing 0.95-1.10 wt% of carbon, 0.15-0.35 wt% of silicon, (S): more than 0 wt% to 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni) (Fe) and inevitable impurities at a slab reheating temperature (SRT) of 1100 to 1250 占 폚 in an amount of 0.5 to 2.0% by weight of nickel (Ni), a molybdenum (Mo) of more than 0 to 0.08% Reheating; (b) hot rolling the reheated sheet material; (c) subjecting the hot-rolled steel to spheroidizing heat treatment at 770 to 810 占 폚 for 2 to 3 hours and then cooling; (d) a quenching step in which the spheroidized heat-treated steel is heated at 820 to 880 캜 for 15 to 30 minutes and quenched; And (e) tempering the quenched steel at 150 to 230 DEG C for 0.5 to 2 hours.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강재는 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, L10 피로 수명이 5*106회 이상을 만족하는 것을 특징으로 한다.The high strength steel according to the embodiment of the present invention may further contain 0.95 to 1.10 wt% of carbon (C), 0.15 to 0.35 wt% of silicon (Si), manganese (Mn) of more than 0 wt% to 0.5 wt% (P): more than 0 wt% to 0.025 wt% or less, S: more than 0 wt% to 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni) , Molybdenum (Mo) in an amount of more than 0 wt% to 0.08 wt%, and balance of iron (Fe) and unavoidable impurities, and L10 fatigue life is 5 * 10 6 or more.

본 발명에 따른 베어링강 및 그 제조 방법은 니켈(Ni)을 다량 첨가한 후, 열간단조 후 구상화 열처리, QT(Quenching&Tempering) 열처리를 통해 피로수명이 우수한 베어링강 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.The bearing steel and the manufacturing method thereof according to the present invention can provide a bearing steel excellent in fatigue life through a spheroidizing heat treatment and a quenching & tempering (QT) heat treatment after hot forging after adding a large amount of nickel (Ni) and a manufacturing method thereof.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베어링강 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1의 피로 시험 결과를 나타낸 것이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a bearing steel according to an embodiment of the present invention.
2 shows the fatigue test results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베어링강 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a bearing steel according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

베어링강Bearing steel

본 발명에 따른 베어링강은 L10 피로 수명이 5*106회 이상을 만족할 수 있다.The bearing steel according to the present invention can satisfy the L10 fatigue life of 5 * 10 6 or more.

이를 위하여, 본 발명에 따른 베어링강은 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
For this purpose, the bearing steel according to the present invention comprises 0.95 to 1.10 wt% of carbon (C), 0.15 to 0.35 wt% of silicon (Si), more than 0 wt% to 0.5 wt% of manganese (Mn) ): More than 0 wt% to 0.025 wt% or less, S: more than 0 wt% to 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni) (Mo): more than 0 wt% to 0.08 wt%, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.

이하, 본 발명에 따른 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the role and content of each component contained in the steel according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

본 발명에서 탄소(C)는 마르텐사이트 생성 및 경화능 향상을 위해 첨가된다.In the present invention, carbon (C) is added to improve martensite generation and curing ability.

탄소(C)는 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 0.95 ~ 1.10 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.95 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 강도와 피로강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 1.10 중량%를 초과할 경우에는 미용해된 거대탄화물이 잔존하여 피로강도를 저하시킬 뿐만 아니라 담금질하기 전의 가공성이 떨어지는 문제점이 있다.
Carbon (C) is preferably added at a content ratio of 0.95 to 1.10 wt% of the total weight of the bearing steel according to the present invention. When the content of carbon (C) is less than 0.95 wt%, it may be difficult to secure strength and fatigue strength. On the contrary, when the content of carbon (C) exceeds 1.10% by weight, undissolved large-size carbides remain, which not only lowers the fatigue strength but also deteriorates the workability before quenching.

실리콘(silicon( SiSi ))

본 발명에서 실리콘(Si)은 제강공정에서 강재 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과도 갖는다.In the present invention, silicon (Si) is added as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. Silicon (Si) also has a solid solution strengthening effect.

실리콘(Si)은 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 0.15 ~ 0.35 중량% 이하의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우 경화능을 확보하기 어렵다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.35 중량%를 초과할 경우에는 인성 및 용접성이 저하되고, 강 중 산화개재물이 증가하여 저온인성 및 수소유기균열 저항성을 저하시킬 수 있다.
Silicon (Si) is preferably added in an amount of 0.15 to 0.35% by weight or less of the total weight of the bearing steel according to the present invention. When the content of silicon (Si) is less than 0.15% by weight, it is difficult to secure the hardenability. On the other hand, when the content of silicon (Si) exceeds 0.35% by weight, the toughness and weldability are lowered, and oxide inclusions in the steel are increased, which may lower the low temperature toughness and the hydrogen organic cracking resistance.

망간(manganese( MnMn ))

망간(Mn)은 직접 켄칭 시, 경화능 향상 및 마르텐사이트를 확보하기 위해 첨가된다.Manganese (Mn) is added for direct hardening in order to improve hardenability and ensure martensite.

망간(Mn)은 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 0.5 중량%를 초과할 경우에는 가공성이 떨어질 뿐만 아니라 중심편석 및 피로수명에 악영향을 미치는 MnS의 석출이 증가한다.
Manganese (Mn) is preferably added in a content ratio of not less than 0 wt% to not more than 0.5 wt% of the total weight of the bearing steel according to the present invention. When the content of manganese (Mn) exceeds 0.5% by weight, not only the workability is deteriorated but also the precipitation of MnS which adversely affects the center segregation and the fatigue life is increased.

인(P), 황(S)Phosphorus (P), sulfur (S)

인(P)은 제조시 불가피하게 함유되는 불순물로써, 강 중에 포함되어 용접성 및 인성을 저하시키고 응고시 블름 중심부 및 오스테나이트 결정립계에 편석되는 문제점이 있으므로, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 베어링강 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하로 제한하였다.Phosphorus (P) is an impurity which is inevitably contained at the time of production, and is contained in the steel to lower the weldability and toughness, and is segregated at the center of coagulation and at the austenite grain boundary. Therefore, in the present invention, the content of phosphorus (P) is limited to not less than 0 wt% and not more than 0.025 wt% of the total weight of the bearing steel.

황(S)은 인(P)과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 망간과 반응하여 MnS를 형성하여 저온 충격인성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 베어링강 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하로 제한하였다.
Sulfur (S) is an element which is inevitably contained in the manufacture of steel together with phosphorus (P), and reacts with manganese to form MnS, which lowers impact toughness at low temperatures. Therefore, in the present invention, the content of sulfur (S) is limited to not less than 0 wt% and not more than 0.025 wt% of the total weight of the bearing steel.

크롬(chrome( CrCr ))

크롬(Cr)은 강의 소입성을 개성하여 경화능을 부여하고, 강의 조직을 미세화하는데 효과적인 원소이다.Chromium (Cr) is an element effective in imparting hardenability to the steel by differentiating the ingot property of the steel and refining the steel structure.

크롬(Cr)의 함량은 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 1.3 ~ 1.6 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 1.3 중량% 미만일 경우에는 그 효과를 보기 힘들다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 1.6 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과는 보기 힘들고 제조비만 상승하는 문제점이 있다.
The content of chromium (Cr) is preferably in the range of 1.3 to 1.6 wt% of the total weight of the bearing steel according to the present invention. When the content of chromium (Cr) is less than 1.3% by weight, the effect is hard to be seen. On the contrary, when the content of chromium (Cr) exceeds 1.6% by weight, the further effect is hard to see and the manufacturing cost rises.

니켈(nickel( NiNi ))

니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히, 니켈(Ni)은 저온 충격인성 및 경화능을 향상시키는데 효과적인 원소이다.Nickel (Ni) fine grains and solidify in the austenite and ferrite to strengthen the matrix. In particular, nickel (Ni) is an effective element for improving the low temperature impact toughness and hardenability.

니켈(Ni)은 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 0.5 ~ 2.0 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 니켈(Ni)의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 니켈 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 2.0 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 적열취성을 유발하는 문제가 있다.
Nickel (Ni) is preferably added at a content ratio of 0.5 to 2.0% by weight of the total weight of the bearing steel according to the present invention. If the content of nickel (Ni) is less than 0.5% by weight, the effect of adding nickel can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of nickel (Ni) is more than 2.0 wt% and added in a large amount, there arises a problem of inducing a hot brittleness.

몰리브덴(molybdenum( MoMo ))

몰리브덴(Mo)은 경화능을 향상시키는데 효과가 있어 템퍼링 취화 저항성을 부여한다.Molybdenum (Mo) is effective in improving hardenability and imparts resistance to tempering brittleness.

몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 베어링강 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.08 중량%를 초과할 경우 가공성을 저해시키고 생산성을 떨어뜨리는 요인이 된다.The molybdenum (Mo) is preferably added in a content ratio of more than 0% by weight to less than 0.08% by weight of the total weight of the bearing steel according to the present invention. If the content of molybdenum (Mo) exceeds 0.08 wt%, the workability is deteriorated and the productivity is deteriorated.

강재 제조 방법Steel manufacturing method

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강재 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a steel material according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 강재 제조 방법은 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 구상화 열처리 단계(S130), 켄칭 단계(S140) 및 템퍼링 단계(S150)를 포함한다. 이때, 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 및 인성 향상 등의 효과를 도출하기 위하여 재가열 단계(S110)를 실시하는 것이 더 바람직하다.
Referring to FIG. 1, the illustrated method of manufacturing steel includes a reheating step S110, a hot rolling step S120, a spheroidizing heat treatment step S130, a quenching step S140, and a tempering step S150. At this time, the reheating step (S110) is not necessarily performed, but it is more preferable to perform the reheating step (S110) in order to derive effects such as reuse of precipitates and improvement in toughness.

본 발명에 따른 강재 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 블름은 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
In the steel product manufacturing method according to the present invention, the semi-finished product blades to be subjected to the hot rolling process include 0.95 to 1.10 wt% of carbon (C), 0.15 to 0.35 wt% of silicon (Si), more than 0 wt% of manganese (S): more than 0 wt% to 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni) ): 0.5 to 2.0 wt%, molybdenum (Mo): more than 0 wt% to 0.08 wt%, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.

재가열Reheating

재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 블름을 1100 ~ 1250℃로 3시간 이상 재가열한다. 상기 조성을 갖는 블름은 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 재가열시 확산에 의하여 블름상에 존재하는 망간(Mn)과 인(P) 편석부가 완화된다. In the reheating step S110, the blades having the above composition are reheated at 1100 to 1250 DEG C for 3 hours or more. The blades having the above composition can be obtained through a continuous casting process after obtaining a molten steel having a desired composition through a steelmaking process. Manganese (Mn) and phosphorus (P) segregation on the blot are alleviated by diffusion during reheating.

재가열 온도가 1100℃ 미만일 경우에는 편석이 충분히 확산되지 못하여 저온인성 및 수소유기균열 저항성을 해치게 된다. 반대로, 재가열 온도가 1250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트의 결정립 크기가 증가하므로 저온인성이 나빠지는 문제점이 있다.If the reheating temperature is less than 1100 ° C, the segregation can not be sufficiently diffused and the low temperature toughness and the hydrogen organic cracking resistance are deteriorated. On the contrary, when the reheating temperature exceeds 1250 占 폚, the grain size of the austenite is increased, and the low temperature toughness is deteriorated.

열간 압연Hot rolling

열간압연 단계(S120)에서는 가열로에서 재가열된 블름을 열간압연한다.In the hot rolling step (S120), the reheated blank is hot-rolled in the furnace.

마무리 압연온도(Finish Rolling Temperature : FRT)는 700 ~ 790℃로 실시하는 것이 바람직하다. 마무리 압연온도(FRT)가 700℃ 미만일 경우에는 이상역 압연에 따른 인성 열화 및 항복비가 높아질 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도(FRT)가 790℃를 초과할 경우에는 재결정 및 결정립 조대화로 인하여 강도 및 인성 확보가 어렵다.
The Finishing Rolling Temperature (FRT) is preferably 700 to 790 占 폚. If the finishing rolling temperature (FRT) is less than 700 ° C, the toughness deterioration and yield ratio due to abnormal reverse rolling may be increased. On the other hand, when the finishing rolling temperature (FRT) exceeds 790 DEG C, it is difficult to secure strength and toughness due to recrystallization and crystal grain coarsening.

구상화 열처리 단계Spheroidizing heat treatment step

구상화 열처리 단계(S130)에서는 열간압연을 실시한 강재를 770 ~ 810℃ 조건에서 2 ~ 3시간 가열한 후, 590℃ 이하까지 15 ~ 20℃/h의 냉각속도로 서냉 후, 공냉을 실시한다.In the spheroidizing heat treatment step (S130), the hot-rolled steel is heated at 770 to 810 ° C for 2 to 3 hours, then cooled to a temperature of 590 ° C or lower at a cooling rate of 15 to 20 ° C / h, and then air-cooled.

구상화 시간이 2시간 미만이거나 구상화 온도가 770℃ 미만일 경우에는 탄화물이 모두 구상화 되지 못한다. 반대로, 구상화 시간이 3시간을 초과하거나 구상화 온도가 810℃를 초과할 경우에는 탄화물이 완전 용해될 위험이 있다.
If the sphericity is less than 2 hours or the sphericity temperature is less than 770 ° C, the carbides are not spheroidized. Conversely, if the sintering time exceeds 3 hours or the sintering temperature exceeds 810 ° C, there is a risk that the carbide will be completely dissolved.

켄칭Quenched 단계 step

켄칭 단계(S140)에서는 구상화 열처리 후 냉각된 강재에 강도와 경도를 부여하기 위한 공정으로써, 820 ~ 880℃의 온도까지 강재를 재가열한 후, 15 ~ 30분 동안 유지한 후, 180 ~ 230℃까지 급랭을 실시한다.In the quenching step (S140), the steel material is cooled to a temperature of 820 to 880 ° C by reheating the steel to a temperature of 15 to 30 minutes, and then heated to 180 to 230 ° C Quenching is carried out.

켄칭 온도가 820℃ 미만이거나 켄칭 시간이 15분 미만일 경우에는 표층부에 조대한 페라이트가 형성되어 인성이 크게 떨어진다. 반대로, 켄칭 온도가 880℃를 초과하고 켄칭 시간이 30분을 초과할 경우에는 저온변태 조직들이 다량 형성되는 문제점이 있다.
When the quenching temperature is less than 820 占 폚 or the quenching time is less than 15 minutes, coarse ferrite is formed in the surface layer and the toughness is greatly reduced. On the other hand, when the quenching temperature exceeds 880 DEG C and the quenching time exceeds 30 minutes, there is a problem that a large number of low-temperature transformation tissues are formed.

템퍼링Tempering 단계 step

템퍼링(Tempering) 단계(S150)는 켄칭을 실시한 강재의 내부 응력을 제거하기 위한 공정으로써, 130 ~ 230℃의 온도에서 0.5 ~ 2시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. The tempering step S150 is a step for removing the internal stress of the quenched steel, and is preferably performed at a temperature of 130 to 230 DEG C for 0.5 to 2 hours.

템퍼링 온도가 130℃ 미만이거나 템퍼링 시간이 0.5 시간 미만일 경우 충분한 인성 회복이 어렵다. 반대로, 템퍼링 온도가 230℃를 초과하거나 템퍼링 시간이 2시간을 초과할 경우 경도가 급격히 감소하는 문제점이 있다.
When the tempering temperature is less than 130 占 폚 or the tempering time is less than 0.5 hour, sufficient toughness recovery is difficult. On the contrary, when the tempering temperature exceeds 230 deg. C or the tempering time exceeds 2 hours, there is a problem that the hardness is drastically reduced.

상기한 제조 방법을 통해 형성되는 강재는 L10 피로 수명이 5*106회 이상을 만족할 수 있다.The steel material formed through the above-described manufacturing method can satisfy an L10 fatigue life of 5 * 10 6 or more.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 시편 제조1. Specimen Manufacturing

표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편을 제조하였다.Specimens according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared with the composition shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2.

도 2는 본 발명의 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1의 피로 시험 결과를 나타낸 것이다.
2 shows the fatigue test results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 of the present invention.

[표 1] (단위 : 중량%) [Table 1] (unit:% by weight)

Figure 112013087731015-pat00001

Figure 112013087731015-pat00001

[표 2][Table 2]

Figure 112013087731015-pat00002

Figure 112013087731015-pat00002

2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties

표 3은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 내진동 피로 수명 테스트를 실시한 결과를 나타낸 것이다. 전동 피로 수명 특성의 평가는, 트러스트형의 전동 피로 수명 시험기 (thrust type rolling contact fatigue machine) 에 의해 평가되었다.Table 3 shows the results of vibration vibration fatigue life test for the specimens prepared according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 and 2. [ The evaluation of the electric fatigue life characteristics was evaluated by a thrust type rolling contact fatigue machine.

도 2는 본 발명의 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1의 피로 시험 결과를 나타낸 것이다.
2 shows the fatigue test results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 of the present invention.

[표 3] [Table 3]

Figure 112015026230126-pat00006

Figure 112015026230126-pat00006

표 1 ~ 3 및 도 2를 참조하면, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들은 본 발명의 목표값에 해당하는 L10 피로 수명이 5*106 회 이상을 만족하는 것을 알 수 있다.Referring to Tables 1 to 3 and FIG. 2, it can be seen that the specimens prepared according to Examples 1 and 2 satisfied the L10 fatigue life of 5 * 10 6 or more corresponding to the target value of the present invention.

반면, 실시예 1과 비교하여 니켈(Ni)이 미량 첨가되고, 구상화 열처리 온도 및 켄칭 시간이 본 발명에서 제시하는 범위에 미달하는 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 전동 피로 수명값이 3.6*106 회를 가짐으로써, 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the specimen produced according to Comparative Example 1 in which a small amount of nickel (Ni) was added in comparison with Example 1 and the spheroidizing heat treatment temperature and quenching time were less than the range suggested by the present invention, the electric fatigue life value was 3.6 * 10 6 times, it is found that the target value is not satisfied.

또한, 실시예 1과 비교하여 탄소(C) 및 니켈(Ni)이 미량 첨가되고, 구상화 열처리 시간이 본 발명에서 제시하는 범위를 초과한 비교예 2에 따라 제조된 시편의 경우에도 전동 피로 수명값이 2.5*106 회를 가짐으로써, 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.
Further, even in the case of a specimen produced according to Comparative Example 2 in which a small amount of carbon (C) and nickel (Ni) were added in comparison with Example 1 and the spheroidizing heat treatment time exceeded the range suggested by the present invention, Is 2.5 x 10 < 6 > times, it is found that the target value is less than the target value.

지금까지 살펴온 바와 같이, 본 발명에 따른 베어링강 제조 방법에 따라 니켈(Ni)을 다량 첨가한 블름 강재를 구상화 열처리, 켄칭 및 템퍼링을 실시함에 따라 전동 피로 수명값이 5*106 회 이상을 만족하는 베어링강을 제조할 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing bearing steel according to the present invention, by performing the spheroidizing heat treatment, quenching and tempering of the brazing steel material in which nickel (Ni) is added in a large amount, the electric fatigue life value is 5 * 10 6 or more A satisfactory bearing steel can be manufactured.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

S110 : 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 구상화 열처리 단계
S140 : 켄칭 단계
S150 : 템퍼링 단계
S110: Reheating step
S120: Hot rolling step
S130: spheroidization heat treatment step
S140: Quenching step
S150: Tempering step

Claims (4)

(a) 탄소(C) : 0.95 ~ 1.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) : 0 중량% 초과 ~ 0.5 중량% 이하, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.025 중량% 이하, 크롬(Cr) : 1.3 ~ 1.6 중량%, 니켈(Ni) : 0.5 ~ 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0 중량% 초과 ~ 0.08 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 블름 판재를 SRT(Slab reheating temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 판재를 열간압연하는 단계;
(c) 상기 열간압연된 강을 770 ~ 810℃ 조건에서 2 ~ 3시간 구상화 열처리 한 후 냉각하는 단계;
(d) 상기 구상화 열처리된 강을 820 ~ 880℃에서 15 ~ 30분 동안 가열한 후 급냉하는 켄칭 단계; 및
(e) 상기 켄칭을 실시한 강을 150 ~ 230℃ 조건으로 0.5 ~ 2시간 동안 템퍼링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링강 제조 방법.
(a) from 0.95 to 1.10 wt% of carbon (C), from 0.15 to 0.35 wt% of silicon (Si), from 0 wt% to 0.5 wt% of manganese (Mn) (S): more than 0 wt% to 0.025 wt%, chromium (Cr): 1.3 to 1.6 wt%, nickel (Ni): 0.5 to 2.0 wt%, molybdenum (Mo) To 0.08% by weight or less, and balance iron (Fe) and unavoidable impurities to a slab reheating temperature (SRT) of 1100 to 1250 ° C;
(b) hot rolling the reheated sheet material;
(c) subjecting the hot-rolled steel to spheroidizing heat treatment at 770 to 810 占 폚 for 2 to 3 hours and then cooling;
(d) a quenching step in which the spheroidized heat-treated steel is heated at 820 to 880 캜 for 15 to 30 minutes and quenched; And
(e) tempering the quenched steel at 150 to 230 DEG C for 0.5 to 2 hours.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 구상화 열처리를 실시한 강을 590℃이하까지 15 ~ 20℃/h의 냉각속도로 서냉한 후, 공랭을 실시하는 것을 특징으로 하는 베어링강 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (c)
Wherein the steel subjected to the spheroidizing heat treatment is cooled to 590 캜 or lower at a cooling rate of 15-20 캜 / h, and then air cooling is performed.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 켄칭은 180 ~ 230℃까지 급냉하여 종료하는 것을 특징으로 하는 베어링강 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (d)
Wherein said quenching is quenched to 180-230 < 0 > C and terminated.
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