KR101638080B1 - 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 - Google Patents
제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101638080B1 KR101638080B1 KR1020140188285A KR20140188285A KR101638080B1 KR 101638080 B1 KR101638080 B1 KR 101638080B1 KR 1020140188285 A KR1020140188285 A KR 1020140188285A KR 20140188285 A KR20140188285 A KR 20140188285A KR 101638080 B1 KR101638080 B1 KR 101638080B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rolling
- less
- carbon steel
- medium carbon
- hardness
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000003754 machining Methods 0.000 title description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims description 14
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 31
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 15
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B2003/001—Aluminium or its alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제어압연을 적용하여 노말라이징 열처리를 생략하고도 피삭성이 우수한 중탄소강을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 본 발명은, C: 0.35 ~ 0.61 중량%, Si: 0.15 ~ 0.35 중량%, Mn: 0.60 ~ 0.90 중량%, P: 0.030 중량% 이하(0 미포함), S: 0.035 중량% 이하(0 미포함), Ni: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Cr: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Al: 0.010 ~ 0.030 중량%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1,060 ~ 1,140℃에서 80분 내지 100분간 균열유지하는 단계; 상기 강재를 930 ~ 990℃에서 조압연하고, 수냉설비를 이용하여 마무리 압연온도를 850 ~ 900℃로 냉각하여 본 압연하는 단계를 포함하고, 상기 중탄소강은 인장강도 70kgf/㎟ 이하, 경도 90HRB이하인 것을 특징으로 하는, 중탄소강의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제어압연을 적용하여 노말라이징 열처리를 생략하고도 피삭성이 우수한 중탄소강을 제조하는 방법에 관한 것이다.
자동차, 산업기계 등의 부품은 열간단조 후, 원소재 상태에서 절삭가공에 의해서 최종형상으로 마무리되는 것이 일반적이다. 이러한 절삭가공에 소요되는 비용은 제조비용 중 큰 비율을 차지하기 때문에, 원소재인 강재는 피삭성이 우수할 것이 요구된다.
강재의 피삭성을 향상시키기 위하여, 일반적으로, Pb를 첨가하여 쾌삭강을 형성하는 기술이나, S를 첨가하여 MnS를 형성시키는 기술이 알려져 있다. 그러나 Pb는 인체에 유해한 성분으로서, 오래전부터 그 사용이 규제되고 있다. 또한, 황화물은 기계적 특성을 열화시키는데, 예를 들어 단면과 길이방향에 있어서 인성, 연성이 다른 이방성의 차이로 인해 S의 첨가에는 한계가 있다.
부품은 대경부와 소경부에 있어서 가공량이 다르고, 대량생산 시스템으로 제조되기 때문에 원소재의 외경 치수의 허용차를 엄격하게 관리하고 절단길이를 엄격하게 제어하지 않으면 안 된다. 이 때문에 원소재는 필링(Peeling)이나 냉간인발에 따른 외경치수 허용차를 엄격하게 제어하여 제조하고 있다.
냉간인발은 필링 공정과 대비하여 제조비용이 낮기 때문에 경제성을 고려하여 많이 이용되고 있다. 또한, 냉간인발시 가공경화가 되기 때문에 절삭하면 절단각이 증가해서 절삭 칩 변형의 감소라고 하는 가공성에 유리한 효과가 있다. 이 때문에 저탄소강의 경우 페라이트 조직을 가공경화시켜 가공성을 개선할 수 있다. 하지만, 중탄소강의 경우는 경도가 너무 높아 공구수명을 저하시킬 수도 있다.
따라서 냉간인발에 의한 경도상승을 최소화하기 위해서, 냉간인발 전 페라이트 분율을 높이는 처리가 요구된다. 이러한 처리로서, 노말라이징 열처리가 사용되고 있는데, 노말라이징 열처리를 통해 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 갖는 강재를 제조할 수 있다. 하지만, 열처리를 추가로 실시하여야 하기 때문에 원가상승의 단점이 있다. 또한 노말라이징 열처리에 따라 생산시간이 증가되기 때문에, 납기문제도 발생할 수 있다.
상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명은 중탄소강의 냉간인발시 가공경화에 의한 경도상승을 최소화함으로써, 최종제품에서의 경도를 낮게 하여 피삭성을 개선시킨 중탄소강의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로한다. 또한 본 발명은 최적의 제어압연 조건을 확립하여 미세하고 균일한 페라이트 + 펄라이트 미세조직을 확보함으로써 노말라이징 열처리와 동등하거나 그 이상의 특성을 나타내게 하여 냉간인발에 의한 중탄소강의 부품가공에 있어서 피삭성을 향상시킬 수 있는 중탄소강의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 노말라이징 열처리를 생략에 의해 원가경쟁력을 확보하고 납기단축에 의해 생산성이 향상된 중탄소강의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, 중탄소강의 제조방법으로서, C: 0.35 ~ 0.61 중량%, Si: 0.15 ~ 0.35 중량%, Mn: 0.60 ~ 0.90 중량%, P: 0.030 중량% 이하(0 미포함), S: 0.035 중량% 이하(0 미포함), Ni: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Cr: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Al: 0.010 ~ 0.030 중량%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1,060 ~ 1,140℃에서 80분 내지 100분간 균열유지하는 단계; 상기 강재를 930 ~ 990℃에서 조압연하고, 조압연된 강재를 수냉설비를 이용하여 마무리 압연온도를 850 ~ 900℃로 냉각하여 압연하는 단계를 포함하고, 상기 중탄소강은 인장강도 70kgf/㎟ 이하, 경도 90HRB이하인 것을 특징으로 하는, 중탄소강의 제조방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 중탄소강은 6.3%의 감면율을 갖는 냉간인발 후 100HRB 이하의 경도를 가질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 중탄소강은 상기 압연에 의하여 결정립계 및 결정립내 변형밴드가 형성되어 미세한 페라이트와 펄라이트 조직을 형성할 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 중탄소강은 미세하고 균일한 페라이트 + 펄라이트 조직을 가짐으로써, 노말라이징 열처리와 동등하거나 그 이상의 가공성, 미세조직 및 경도를 갖을 수 있다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 중탄소강은 피삭성이 향상되었기 때문에, 부품으로 가공시 별도의 노말라이징 열처리 공정을 생략할 수 있다. 이러한 노말라이징 열처리 공정을 생략함으로 원가경쟁력, 환경오염 방지 및 제조공정 시간단축에 의한 납기단축의 유·무형의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리 후 미세조직을 도시한 것이다.
도 2는 냉간인발 후 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리시 경도를 도시한 것이다.
도 3은 냉간인발 전 제어압연, 노말라이징 열처리시 기계적 성질(인장강도, 경도)을 도시한 것이다.
도 4는 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리 후 가공성 평가 결과(절삭력)를 도시한 것이다.
도 5는 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리 후 가공성 평가 결과(표면조도)를 도시한 것이다.
도 2는 냉간인발 후 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리시 경도를 도시한 것이다.
도 3은 냉간인발 전 제어압연, 노말라이징 열처리시 기계적 성질(인장강도, 경도)을 도시한 것이다.
도 4는 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리 후 가공성 평가 결과(절삭력)를 도시한 것이다.
도 5는 제어압연, 일반압연, 노말라이징 열처리 후 가공성 평가 결과(표면조도)를 도시한 것이다.
본 발명은 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, C: 0.35 ~ 0.61 중량%, Si: 0.15 ~ 0.35 중량%, Mn: 0.60 ~ 0.90 중량%, P: 0.030 중량% 이하(0 미포함), S: 0.035 중량% 이하(0 미포함), Ni: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Cr: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Al: 0.010 ~ 0.030 중량%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1,060 ~ 1,140℃에서 80분 내지 100분간 균열유지하는 단계; 상기 강재를 930 ~ 990℃에서 조압연하는 단계; 및 상기 조압연된 강재를 수냉설비를 이용하여 마무리 압연온도를 850 ~ 900℃로 냉각하여 본 압연하는 단계를 포함한다.
상기한 제어 압연을 통해, 노말라이징 열처리 공정을 실시한 경우와 유사한 미세한 페라이트 + 펄라이트의 조직을 가지게 된다. 이로 인해 부품 가공을 위한 냉간인발시 가공경화에 의한 경도상승을 작게 할 수 있으며, 이에 따라 드릴가공시 공구수명의 저하를 방지할 수 있다. 상기 부품은 중탄소강을 이용하고 냉간 인발에 의해 제조되는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 이러한 부품의 일례로서, 캠샤프트 부품을 들 수 있으며, 캠샤프트 중 엔드피스(End Piece) 가공시 절삭가공 특히 드릴가공을 하게 된다. 본 발명의 중탄소강은 제어압연을 통해 피삭성을 향상시켰기 때문에 부품 가공시 공구 수명의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 제어압연을 통해 냉간인발 전 페라이트의 분율을 증가시켜 가공경화에 의한 경도상승을 최소화하여, 내경의 조도를 양호하게 함으로써, 부품 가공시 노말라이징 열처리를 생략할 수 있다.
이하 본 발명의 합금성분 첨가 및 성분범위 한정 이유를 설명한다.
C: 0.35 중량% ~ 0.61 중량%
C는 오스테나이트 안정화 원소로서 강도와 경도를 증가시키는 중요한 원소이다. 과다하게 첨가할 경우 드릴가공 시 소재의 경도가 높아 공구 마모가 발생하게 되고, 피삭성을 저하시키기 때문에 0.61 중량%로 한정한다. C가 낮은 경우 부품의 필요 강도를 확보하기 어려워 하한을 0.35 중량%로 한정한다.
Si
: 0.15 중량% ~ 0.35 중량%
Si는 제강시 유효한 탈산제로 사용되며, 강의 탄소 활동도를 증가시키는 원소이나 페라이트 강화 원소이나, Si의 함유량이 높을 경우 소재의 페라이트 조직이 강화되어 인성을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, Si 상한을 0.35 중량%로 한정한다. Si 함량이 낮을 경우에 탄소 활동도 낮아지며 제품에서 원하는 강도를 얻기 어렵기 때문에 하한을 0.15 중량%로 한정한다.
Mn
: 0.60 중량% ~ 0.90 중량%
Mn은 탈산제로 소입성과 강도를 향상시키며, 강 중에 존재하는 S의 유해함을 방지하기 위하여 첨가되어 MnS를 형성함으로써 적열 취성을 방지하고 절삭 가공성을 향상시킨다. Mn이 0.60 중량% 이하의 경우 제품이 원하는 강도를 얻기 어려우며, 0.90 중량%를 초과하여 과잉으로 첨가될 경우 인성을 저하시킬 수 있다. 따라서 Mn 함량을 0.60 중량% ~ 0.90 중량%로 한정하는 것이 바람직하다.
P: 0.030 중량% 이하 (0 미포함)
0.030 중량% 보다 첨가량이 많으면, 오스테나이트 결정립 입계에 편석되어 인성을 저하시키므로, 0.030 중량% 이하로 한정한다.
S: 0.035 중량% 이하 (0 미포함)
S는 강 중에서 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 강의 피삭성을 증가시켜주나 첨가량이 많아지면 거대 개재물에 의한 표면 결함 발생 및 경로가 되므로 0.035 중량% 이하로 한정한다.
Ni
: 0.20 중량% 이하 (0 미포함)
Ni은 강의 조직을 미세화시키고 소입성을 증대시키는 원소로 0.20 중량%보다 많으면 인성을 향상시키나 피삭성이 저하되고 부품의 제조 원가를 높여 경제적이지 못하기 때문에 0.20 중량%이하로 한정한다.
Cr
: 0.20 중량% 이하 (0 미포함)
Cr은 시멘타이트 안정화 원소 및 소입성을 증대시키고 강도를 향상시키는 원소로 0.20 중량% 이상 첨가하게 되면 강도가 증가하여 드릴가공시 공구수명을 낮출 수 있으므로 상한을 0.20 중량%로 한정한다.
Al
: 0.010 중량% ~ 0.030 중량%
Al은 강력한 탈산제로서 작용하는 것과 동시에 N와 결합하여 결정립을 미세화시키나, 0.010 중량% 보다 적게 첨가하게 되면 탈산이나 결정립 미세화 작용이 작아지기 때문에 바람직하지 않고, 0.030 중량%을 초과하여 첨가하게 되면, 오히려 Al2O3와 같은 비금속 개재물 양의 증가로 오히려 인성저하 등의 해로운 영향을 미칠 수 있다. 따라서, Al의 적정 함량 범위를 0.010 중량% ~ 0.030 중량%로 한정한다.
이하, 본 발명의 제어압연에 의한 노말라이징 열처리 생략이 가능한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 중탄소강의 제조방법은, 상기 조성을 갖는 강재를 1,060 ~ 1,140℃의 온도에서 균열유지하는 단계; 상기 강재를 930 ~ 990℃에서 조압연하고 조압연된 강재를 850 ~ 900℃로 낮춘 상태에서 제어압연하는 단계를 포함한다.
균열유지 단계
균열유지 단계에서는, 상기 조성을 갖는 강재를 1,060 ~ 1,140℃의 온도에서 80분 이상, 바람직하게는 80분 내지 100분간 균열유지한다. 상기의 균열온도영역은 장입된 강재가 목표 가열온도에 도달 후 유지되는 시간을 말한다. 균열 유지온도가 1,060℃보다 낮을 경우, 소재의 경도 및 미세조직 등의 성질은 좋아질 수 있으나 소재의 표면 품질이 떨어지게 되며, 1,140℃보다 높을 경우, 표면 품질은 좋아질 수 있으나 요구하는 경도나 미세조직을 만족할 수 없으며, 소재 휨이 발생하는 문제가 있다. 따라서 균열 유지 온도는 1,060 ~ 1,140℃의 범위인 것이 바람직하다.
제어압연
단계
제어압연 단계에서는, 상기 1,060 ~ 1,140℃에서 균열유지된 강재를 워킹 빔(Walking Beam) 가열로에서 빌렛을 추출하여 930 ~ 990℃의 온도로 조압연을 실시한다. 이때, 압연 온도를 제어할 수 있도록 조압연기 후방에 제어 냉각 설비를 설치할 수 있다. 제어 냉각 설비로는, 예를 들면 수압제어에 의해 물이 분사 충전된 워터 존(수냉대)이 설치될 수 있다.
조압연을 거친 강재는 제어냉각 설비, 즉 워터 존(수냉대)를 거치면서 냉각되고 850 ~ 900℃의 온도로 낮아진 상태에서 본 압연이 실시된다. 본 발명에서는 워터 존(수냉대)을 이용하여 850 ~ 900℃의 온도로 낮아진 상태에서 압연을 실시함으로써 저온 변형에 의한 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직이 형성되어 노말라이징 열처리와 동등 수준의 가공성, 경도, 기계적 성질을 확보할 수 있다.
또한 종래의 열간압연은 일반적으로 재결정 온도 이상에서 압연이 완료되며 오스테나이트(Austenite) 결정립은 반복되는 변형과 재결정으로 인하여 미세화되고, 이 변형단계에서 재결정으로 얻어진 미세한 오스테나이트 결정립은 페라이트(Ferrite) 결정립을 미세화시킨다. 재결정된 오스테나이트 결정립크기는 압연 감면량의 증가에 따라 급격히 감소하지만 페라이트 핵생성(Site)은 오스테나이트 결정립계에서만 일어난다. 하지만 제어압연 및 제어냉각은 재결정 온도 이하 영역의 온도 범위인 노말라이징 열처리 온도 영역에서 압연이 완료된다. 제어압연에 의한 오스테나이트 결정립계는 변형에 의해 연신되고 결정립내에 변형밴드(Deformation band)가 생성되어 결정립계뿐만 아니라 결정립내에서도 페라이트 핵생성 자리를 제공하여 페라이트 분율이 높고, 보다 균일하고 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 얻을 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예
하기 표 1은 본 실시예에 사용된 중탄소강의 조성을 나타내며, 잔부는 Fe와 불가피한 불순물로 이루어진다.
| 구분 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Al |
| 중탄소강 | 0.45 | 0.24 | 0.70 | 0.017 | 0.023 | 0.16 | 0.07 | 0.016 |
상기 표 1의 조성을 갖는 중탄소강을 아래 표 2의 압연방법(균열유지온도, 유지시간, 조압연 후 온도 조건)으로 압연하였다. 실시예 1 및 2는 제어압연을 통하여 오스테나이트 조직에서 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 형성시키고자 균열대 온도를 1,060 ~ 1,140℃범위의 저온가열을 유지하고 추출 후 조압연 후방에 설치된 수냉대를 이용한 제어냉각을 통하여 850 ~ 900℃의 온도에서 저온압연을 실시한다.
비교예 1 및 2는 일반압연으로 균열온도를 1,150 ~ 1,180℃의 온도에서 조압연 후방에 설치된 수냉대를 이용하지 않고, 950 ~ 1,050℃의 온도에서 일반압연을 실시하였다. 비교예 2의 강에 대해서는 노말라이징 열처리를 실시하였다. 노말라이징 열처리 조건은 850 ± 5 ℃에서 1시간 유지 후 공냉하였다.
| 구분 | 압연방법 | 균열온도(℃) | 유지시간(분) | 조압연 후 온도(℃) | 열처리 |
| 실시예 1 | 제어압연 | 1,080 | 95 | 860 | - |
| 실시예 2 | 1,120 | 90 | 880 | - | |
| 비교예 1 | 일반압연 | 1,160 | 100 | 960 | - |
| 비교예 2 | 1,180 | 95 | 1,000 | 노말라이징 열처리 |
도 1은 실시예 1(a) 및 실시예 2(b), 비교예 1(c) 및 비교예 2(d)에서 제조된 중탄소강의 미세조직을 나타낸다. 제어압연을 실시한 실시예 1 및 2의 펄라이트 컬러니 사이즈는 제어압연으로 인하여 일반압연을 실시한 비교예 1과 대비하여 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 나타내는 것을 관찰할 수 있으며, 노말라이징 열처리를 실시한 비교예 2와는 유사한 수준이었다.
따라서, 제어압연을 통하여 얻어진 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 갖는 중탄소강은 동일 감면율로 냉간인발시 일반압연의 조대한 페라이트 + 펄라이트와 대비하여 경도 상승을 최소화할 수 있다.
도 2는 상기 표 1의 조성을 갖는 중탄소강을 표 2의 압연방법으로 제조하고 6.3%의 감면율로 냉간인발 후에 평가한 경도(HRB)를 나타낸다. 제어압연을 실시한 실시예 1 및 2의 경도값은 일반압연을 실시한 비교예 1보다 낮고, 노말라이징 열처리를 실시한 비교예 2와는 동등수준이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 2의 6.3%의 감면율로 냉간인발 전 평가한 기계적 성질(인장강도, 경도)을 나타낸다. 제어압연을 실시한 실시예 1의 인장강도 및 경도는 일반압연 후 노말라이징 열처리 한 것과 동등수준이다.
도 4은 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 가공성 평가(절삭력)를 나타낸다. 절삭력은 가공성 평가시 사용되는 공구동력계를 사용하여 측정할 수 있다. 아래 조건으로 드릴링시 발생되는 저항값(절삭력)을 공구동력계를 통하여 구할 수 있다:
드릴공구: 4.0 HSS GUEHRING 46515
드릴 방법: 습식
드릴 속도: 2,700 ~ 3,000 RPM
드릴 깊이: 46 mm, 드릴피트 160.
절삭력 값이 클수록 드릴가공시 공구저항이 많이 발생한다는 것을 의미한다. 제어압연을 실시한 실시예 1 및 2의 절삭력값은 일반압연을 실시한 비교예 1보다 낮고, 노말라이징 열처리를 실시한 비교예 2와는 동등수준이다.
도 5는 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 가공성 평가(표면조도)를 나타낸다. 표면조도 평가는 상기 방법을 통하여 드릴링된 소재를 절단하여 해당 드릴면 이미지를 관찰하여 평가할 수 있다. 도 5와 같이 드릴면의 버(Burr) 형성 여부 및, 표면 거칠기에 대해 상대적으로 비교한다.
도 5를 보면, 제어압연을 실시한 실시예 1 및 2, 비교예 2의 표면조도는 일반압연을 실시한 비교예 1보다 양호한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제조방법에 따른 제어압연에 의하여 미세한 페라이트 + 펄라이트 조직을 얻어 드릴가공시 공구수명의 저하를 방지할 수 있는 기계적 성질(인장강도, 경도), 가공평 평가(절삭력, 표면조도) 결과를 얻어 노말라이징 열처리가 생략가능하다는 것을 알 수 있다.
Claims (3)
- 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법으로서,
C: 0.35 ~ 0.61 중량%, Si: 0.15 ~ 0.35 중량%, Mn: 0.60 ~ 0.90 중량%, P: 0.030 중량% 이하(0 미포함), S: 0.035 중량% 이하(0 미포함), Ni: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Cr: 0.20 중량% 이하(0 미포함), Al: 0.010 ~ 0.030 중량%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1,060 ~ 1,140℃에서 80분 내지 100분간 균열유지하는 단계;
상기 강재를 930 ~ 990℃에서 조압연하고, 수냉설비를 이용하여 마무리 압연온도를 850 ~ 900℃로 냉각하여 본 압연하는 단계를 포함하고,
상기 중탄소강은 인장강도 70kgf/㎟ 이하, 경도 90HRB이하이고, 6.3%의 감면율을 갖는 냉간인발 후 100HRB 이하의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는, 중탄소강의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 중탄소강은 상기 압연에 의하여 결정립계 및 결정립내 변형밴드가 형성되어 미세한 페라이트와 펄라이트 조직을 형성하는 것을 특징으로 중탄소강의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140188285A KR101638080B1 (ko) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140188285A KR101638080B1 (ko) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160077857A KR20160077857A (ko) | 2016-07-04 |
| KR101638080B1 true KR101638080B1 (ko) | 2016-07-08 |
Family
ID=56501250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140188285A KR101638080B1 (ko) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101638080B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100334327B1 (ko) | 1999-10-21 | 2002-04-25 | 전선기 | 표면미세립강의 제조방법 |
| KR100428581B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2004-04-30 | 주식회사 포스코 | 강도 및 인성이 우수한 비조질강 및 이를 이용한 선재의 제조방법 |
| KR101316248B1 (ko) | 2011-06-02 | 2013-10-08 | 현대자동차주식회사 | 초미세립 펄라이트 조직을 갖는 비조질강 및 그 제조방법 |
| KR101424212B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2014-07-28 | 주식회사 세아베스틸 | 고강도 충격특성이 우수한 차량용 스티어링 랙바용 비조질강 |
-
2014
- 2014-12-24 KR KR1020140188285A patent/KR101638080B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100334327B1 (ko) | 1999-10-21 | 2002-04-25 | 전선기 | 표면미세립강의 제조방법 |
| KR100428581B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2004-04-30 | 주식회사 포스코 | 강도 및 인성이 우수한 비조질강 및 이를 이용한 선재의 제조방법 |
| KR101316248B1 (ko) | 2011-06-02 | 2013-10-08 | 현대자동차주식회사 | 초미세립 펄라이트 조직을 갖는 비조질강 및 그 제조방법 |
| KR101424212B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2014-07-28 | 주식회사 세아베스틸 | 고강도 충격특성이 우수한 차량용 스티어링 랙바용 비조질강 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160077857A (ko) | 2016-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101113575B1 (ko) | 가공성이 우수한 표면 경화 강관과 그 제조 방법 | |
| KR20160072099A (ko) | 고경도 열간압연된 강 제품 및 이를 제조하는 방법 | |
| KR101965520B1 (ko) | 냉간 단조 부품용 압연 봉강 또는 압연 선재 | |
| KR101714916B1 (ko) | 냉간단조성이 우수한 선재 및 그 제조방법 | |
| JP2008133530A (ja) | 軸受鋼部品およびその製造方法並びに軸受 | |
| KR20010060772A (ko) | 강도 및 인성이 우수한 비조질강 및 이를 이용한 선재의제조방법 | |
| KR102042062B1 (ko) | 냉간압조용 선재 및 이의 제조방법 | |
| JP2024060017A (ja) | 超高強度ばね用線材、鋼線及びその製造方法 | |
| WO2018061101A1 (ja) | 鋼 | |
| JP4266341B2 (ja) | 冷間鍛造性及び肌焼処理時の耐粗粒化特性に優れた球状化焼鈍省略肌焼用鋼及びその製造方法 | |
| JP5266804B2 (ja) | 圧延非調質鋼材の製造方法 | |
| JP2006265704A (ja) | 耐結晶粒粗大化特性と冷間加工性に優れ、軟化焼鈍の省略可能な肌焼用鋼およびその製法 | |
| KR101819431B1 (ko) | 냉간압조용 고탄소강 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법 | |
| KR101458348B1 (ko) | 열간 단조용 비조질강 및 열간 단조 비조질품 및 그 제조 방법 | |
| JP6390685B2 (ja) | 非調質鋼およびその製造方法 | |
| KR101638080B1 (ko) | 제어압연에 의한 피삭성이 우수한 중탄소강의 제조방법 | |
| KR101424212B1 (ko) | 고강도 충격특성이 우수한 차량용 스티어링 랙바용 비조질강 | |
| CN108690935B (zh) | 一种高品质合金工具钢板及生产方法 | |
| KR101797349B1 (ko) | 구상화 열처리 생략이 가능한 냉간압조용 고탄소강 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법 | |
| KR101535971B1 (ko) | 고강도 자동차 기어용 윤곽고주파 열처리용 강 및 그 제조방법 | |
| JP2015212414A (ja) | 冷間鍛造部品用鋼 | |
| KR20200083718A (ko) | 강도 및 충격인성이 우수한 냉간압조용 저탄소 베이나이트 비조질강 및 그 제조 방법 | |
| KR101977502B1 (ko) | 변형능 및 냉간압조 후 인장강도가 우수한 냉간압조용 선재 및 그 제조방법 | |
| JP5310095B2 (ja) | 黒皮外周旋削性とねじり疲労強度に優れた鋼材の製造方法 | |
| KR20240097619A (ko) | 열처리 물성이 우수한 냉간단조용 선재, 스크류 부품 및 이들의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190704 Year of fee payment: 6 |