KR101657849B1 - 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법 - Google Patents

쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101657849B1
KR101657849B1 KR1020140190221A KR20140190221A KR101657849B1 KR 101657849 B1 KR101657849 B1 KR 101657849B1 KR 1020140190221 A KR1020140190221 A KR 1020140190221A KR 20140190221 A KR20140190221 A KR 20140190221A KR 101657849 B1 KR101657849 B1 KR 101657849B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
less
free
steel material
cutting
Prior art date
Application number
KR1020140190221A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160082363A (ko
Inventor
전영수
박수동
이형직
이세일
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020140190221A priority Critical patent/KR101657849B1/ko
Publication of KR20160082363A publication Critical patent/KR20160082363A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101657849B1 publication Critical patent/KR101657849B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1261—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest following hot rolling
    • 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
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 Sn을 첨가하여 <100> 집합조직을 발달시킴으로써 전자기적 특성을 개선하고, Sn의 입계편석에 따라 쾌삭성을 동시에 향상시킬 수 있는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 쾌삭성이 우수한 연자성 강재는, 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 단상이다.

Description

쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법{SOFT MAGNETIC STEEL HAVING EXCELLENT FREE CUTTING CHARACTERISTICS AND METHOD OF MANUFACTURING THEROF}
본 발명은 쾌삭성 및 전자기 특성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
환경규제에 따른 에너지 효율성 향상을 위해 자동차 등의 전장 부품용 강재의 전자기 특성 개선이 요구된다. 전장 부품의 소재가 되는 강재에 요구되는 전자기 특성으로는 높은 투자율과 높은 자속밀도 그리고 낮은 철손 등이 있다. 또한 소형화 및 고정밀화의 요구에 따라 복잡한 형상으로 제조되기 위해서는 높은 쾌삭가공성 혹은 단조성 등이 요구된다.
차량용 브레이크 잠김방지 장치 (ABS, anti-lock breaking systems), 자동연료 분사장치, 액티브 서스펜션 등에 사용되는 솔레노이드 밸브는 소형화 및 고정밀화를 위하여 부품 소재의 전자기 특성 개선이 요구된다. 솔레노이드 밸브의 코어 및 철심 등의 부품으로 사용되는 선재는 종래 정밀 부품가공을 위하여 쾌삭강을 활용하고 있다. 일반 쾌삭강은 가공 및 절삭성이 우수한 장점은 있지만, 탄화물과 MnS 등의 개재물에 의한 자구의 이동이 제한되어 전자기 특성이 열위하다. 전자기 특성이 열위함에도 불구하고 쾌삭강을 사용하는 이유는 절삭을 통한 가공오차 한계를 최소화하여 정밀 부품을 제조하기 위함이었다.
전자기 특성이 열위한 문제점을 개선하기 위하여 쾌삭강의 전자기 특성 개선을 개선하고자 하는 발명이 있었다. 상기 발명은 순철계 연자성 재료에 Pb를 첨가하여 쾌삭성이 우수한 연자성 재료를 상용화하기 위함이었으나, Pb첨가에 따른 환경오염 문제점을 가지고 있다.
환경오염 문제에 따른 친환경 무연(Pb-free) 쾌삭강 개발이 요구됨에 따라, 특허문헌 1에서는 연자성 강재에 S를 첨가하여 MnS를 활용한 유황 연자성 강재에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 유황 연자성 강은 쾌삭성이 향상된 반면, MnS 개재물에 의해 전자기 특성이 열위해 지는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 환경오염 문제가 없으면서도 전자기 특성 및 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조 방법에 관한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
미국 공개특허공보 제2007-0034300호
본 발명은 상기와 같은 요구에 따라서, Sn을 첨가하여 <100> 집합조직을 발달시킴으로써 전자기적 특성을 개선하고, Sn의 입계편석에 따라 쾌삭성을 동시에 향상시킬 수 있는 전자기 특성 및 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 쾌삭성이 우수한 연자성 강재는, 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 단상이다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면인 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법은, 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 1000~1200℃에서 가열하는 단계; 상기 가열된 강편을 열간압연 하여 강재를 얻는 단계; 및 상기 강재를 0.1~10℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있다.
본 발명에 의하면, 연자성 강재에 Sn을 첨가함으로써 전자기적 특성과 쾌삭성을 동시에 향상시킬 수 있으며, Pb에 따른 환경오염 문제가 없고, 융점이 낮은 Sn이 공구표면에 얇은 피막을 형성하여 공구 마모도를 개선시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 정밀 부품가공이 요구되는 솔레노이드 밸브의 코어 및 철심 등의 부품 소재로 본 발명의 쾌삭성이 우수한 연자성 강재를 활용할 수 있다.
도 1은 EBSD를 이용하여 측정된 역극점도이다. (a)는 Sn이 첨가된 발명예2의 역극점도이고, (b)는 Sn이 첨가되지 않은 비교예1의 역극점도이다.
본 발명자들은 쾌삭강의 전자기 특성이 열위함을 인지하게 되었다. 또한 전자기 특성이 우수한 연자성 재료는 쾌삭성이 열위함을 인지하게 되었다. 이러한 상충되는 특성을 동시에 개선하기 위하여 본 발명자들은 연자성 재료에 Sn을 적절히 첨가시키는 경우 상기 상충되는 특성을 동시에 개선할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
구체적으로, Sn은 결정립계에 편석하는 원소로써, 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 전자기 특성을 저해하는 <111> 방향의 집합조직을 억제하고 자화 용이 방향인 <100> 방향의 집합조직을 증가시켜 전자기적 특성을 향상시킨다.
뿐만 아니라, Sn은 쾌삭성을 향상시킨다. 일반적으로 쾌삭성이 우수하다라고 함은 기계가공을 행함에 있어서, 최소 생산비 또는 최대의 생산율을 실현할 수 있다는 것을 뜻한다. 즉, 공구수명이 길고, 절삭력이 낮으며, 표면조도가 우수한 것을 뜻한다. Sn은 결정립계에 편석하여 입계의 취성을 유도하여 낮은 절삭력으로 가공이 가능하며, 특히 Sn은 절삭에 따른 온도 상승에 의해 저융점의 Sn이 녹아 공구표면에 얇은 피막을 형성함으로써 공구와 칩간의 윤활작용을 함으로써 공구수명 향상에 기여한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 쾌삭성이 우수한 연자성 강재에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 쾌삭성이 우수한 연자성 강재는, 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 단상이다.
이하, 강재의 합금조성을 제어한 이유에 대하여 설명한다.
탄소(C): 0.001~0.01 중량%
C는 강중에 고용되거나 탄화물 등을 형성한다. 연자성 강재의 우수한 자기 특성을 위해서는 극저탄소로 관리되는 것이 바람직하다. 그러나, 0.01% 초과로 첨가되면 탄화물 형성에 의한 자기 특성이 저하되고, 0.001% 미만으로 첨가시 탄소 제거를 위한 RH (Rheinstahl Huttenwerke & Heraus) 진공 탈가스 처리시간이 증가하기 때문에 강재의 생산성이 저하된다. 따라서 C의 함량은 0.001~0.01 중량%인 것이 바람직하다.
망간(Mn): 0.1~1.0 중량%
Mn은 탈산제로써 작용할 뿐 아니라, 비저항을 증가시켜 철손을 낮추는 효과가 있다. 그러나, Si 대비 비저항 증가량이 적어 일반적으로 재료의 강도를 보전하기 위한 목적으로 첨가한다. Mn량이 다량 첨가되면 철손이 다시 증가하는 경향을 나타내기 때문에 1.0% 이하로 관리하는 것이 바람직하다. 또한 0.1% 미만으로 망간을 관리하는 것은 생산성이 저하된다. 따라서 Mn의 함량은 0.1~1.0 중량%인 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.03~1.0 중량%
Si은 와전류에 의한 철손을 효과적으로 감소시키는 역할을 하기 때문에 전자기 특성 개선을 위해 널리 활용되는 원소이다. 또한 탈산제로써도 작용을 하여 강중 산소에 의한 자기 특성 저하를 억제하는 효과가 있기 때문에 0.03 % 이상으로 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나 Si을 첨가함에 따라 포화 자속밀도가 낮아지는 특성이 있어, 자속밀도를 위하여 1.0 % 이하로 제한하여 관리하는 것이 바람직하다. 따라서, Si의 함량은 0.03~1.0 중량%인 것이 바람직하다.
주석(Sn): 0.02~0.1 중량%
Sn은 본 발명에서 중요한 성분으로, 결정립계에 편석하는 원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 전자기 특성을 저해하는 <111> 방향의 집합조직을 억제하고 자화 용이 방향인 <100> 방향의 집합조직을 증가시켜 전자기적 특성을 향상시킨다.
뿐만 아니라, Sn은 쾌삭성을 향상시킨다. 일반적으로 쾌삭성이 우수하다라고 함은 기계가공을 행함에 있어서, 최소 생산비 또는 최대의 생산율을 실현할 수 있다는 것을 뜻한다. 즉, 공구수명이 길고, 절삭력이 낮으며, 표면조도가 우수한 것을 뜻한다. Sn은 결정립계에 편석하여 입계의 취성을 유도하여 낮은 절삭력으로 가공이 가능하며, 특히 Sn은 절삭에 따른 온도 상승에 의해 저융점의 Sn이 녹아 공구표면에 얇은 피막을 형성함으로써 공구와 칩간의 윤활작용을 함으로써 공구수명 향상에 기여한다.
그러나 Sn의 함량이 0.1% 초과하는 경우, 결정립 성장을 억제하여 전자기적 특성을 저하시키고 압연성상이 나빠지는 문제점이 있다. 따라서 Sn 함량의 상한은 0.1 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.08 중량%이다.
반면에, Sn의 함량이 0.02% 미만인 경우, 자기적 특성 및 쾌삭성 향상 효과가 충분하지 않다. 따라서, Sn의 함량은 하한은 0.02 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.04 중량%이다.
인(P): 0.025 중량% 이하
상기 인은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한은 0.025중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 P의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 정련공정의 제조비용이 크게 증가하는 문제가 있으므로, 상기 P의 함량은 0.001%~0.025%로 제어하는 것이 보다 바람직하다.
황(S): 0.025 중량% 이하
상기 황은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서 는 상기 황 함량의 상한은 0.025중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 S의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 정련공정의 제조비용이 크게 증가하는 문제가 있으므로, 상기 S의 함량은 0.001%~0.02%로 제어하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
또한, Sn과 Sb 함량의 합이 0.02~0.1 중량% 이하를 만족하는 범위 내에서 Sb를 추가로 포함할 수 있다.
Sb도 Sn과 마찬가지로 결정립계에 편석하는 원소로써 결정립계를 통한 질소의 확산을 억제하며 자성에 해로운 <111> 집합조직을 억제하고, 자성에 유리한 <100> 집합조직을 증가시켜 자기적 특성을 향상시키고, 쾌삭성을 개선시킬 수 있다.
다만, Sn과 Sb 함량의 합이 0.1% 초과하는 경우 결정립 성장을 억제하여 전자기적 특성을 저하시키고 압연성상이 나빠진다. 따라서 Sn과 Sb 함량의 합의 상한은 0.1 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.08 중량%이다.
반면에, Sn과 Sb 함량의 합이 0.02% 미만인 경우 자기적 특성 및 쾌삭성 향상 효과가 충분하지 않다. 따라서, Sn과 Sb 함량의 합의 하한은 0.02 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.04 중량%이다.
또한, 상기 강재의 미세조직은 페라이트 단상인 것이 바람직하다. 페라이트 외 펄라이트 등이 존재할 경우에는 전자기 특성이 열위하게 된다. Fe내 용해도 이상의 C이 첨가되어 펄라이트 혹은 탄화물을 형성할 경우에는 전자기 특성이 열위하다.
또한, 상기 강재는 압연방향으로 <100> 집합조직 분율이 <111> 집합조직 분율보다 높은 집합조직을 갖는 것이 바람직하다. 자화용이 방향인 <100> 방향으로의 방위를 만들면 철손과 자속밀도를 동시에 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강재는 자기장 H=5,000A/m 인가시 자속밀도 B50이 1.65 Tesla 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강재는 하기 관계식 1로 표현된 쾌삭성지수가 104%이상일 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112014126145378-pat00001
(단, 여기서 A는 상기 강재를 뜻하고, B는 A강재에서 Sn 및 Sb 합금성분이 제외된 합금조성을 갖는 강재이고, CF는 절삭력(cutting force), SR은 표면조도 (surface roughness), TL은 공구수명 (tool life) 을 나타낸다. 또한, a1=0.6, a2=0.2, a3=0.2 이다.)
쾌삭성 지수는 상기 관계식 1에 나타낸 것처럼, A라는 피삭재에 대해 평가 대상이 되는 B라는 피삭재의 피삭성을 상대 비교하여 표현할 수 있다.
상기 관계식에서 a1, a2, a3 은 각각 피삭석 평가 기준인 절삭력, 표면조도, 공구수명의 상대적인 중요성을 나타내는 인자들이다. 일반적으로 소비자들이 사용 목적에 따라 가중치를 부여할 수 있다. 본 발명에서는 a1, a2, a3 을 각각 0.6, 0.2, 0.2 로 하였다.
또한, 본 발명에 따른 강재는 선재 또는 봉강 형태인 것이 바람직하다.
선재 또는 봉강 형태의 경우, 쾌삭성을 요구하는 가공을 수반하기 때문이다.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일 측면인 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법은, 상기 전술한 조성을 만족하는 강편을 1000~1200℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 강편을 열간압연 하여 강재를 얻는 단계; 및
상기 열간압연된 강재를 0.1~10℃/초 의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
가열하는 단계
상기 성분계를 만족하는 강편을 1000~1200℃로 가열한다. 상기 온도 범위에서 강편의 가열을 행함으로써 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 상기 강편의 가열온도가 1200℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되어 결정립계의 분율이 적게 됨으로써 Sn 또는 Sb의 입계편석이 심화되어, 열간압연성을 저해할 수 있다. 반면, 1000℃ 미만인 경우에는 가열에 의한 상기 효과가 충분하지 못할 수 있다. 여기서, 강편이란 선재 혹은 봉강으로 제조될 수 있는 블룸이나 빌렛과 같은 반제품을 모두 의미한다.
열간압연 하여 강재를 얻는 단계
상기와 같이 가열된 강편을 열간압연을 실시할 수 있다. 압연온도가 800℃미만일 경우에는 미세한 페라이트 결정립으로 인하여 전자기 특성이 저하될 수 있다. 반면, 압연온도가 1100℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 조대화로 인하여 선재 및 봉강의 기계적 물성을 저해한다. 따라서, 열간압연은 800~1100℃에서 행하는 것이 바람직하다.
냉각하는 단계
상기와 같이 열간압연된 강재를 냉각하는 것이 바람직하다. 이때, 냉각속도가 0.1℃/초 미만인 경우에는 결정립 성장으로 인한 선재 및 봉강의 기계적 물성을 저해한다. 반면에, 10℃/초를 초과하는 경우에는, 저온조직 발생과 입계취성으로 인한 내부 균열이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 냉각속도는 0.1~10℃/초를 만족하는 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 냉각 단계 후에는 냉각된 강재의 보관 및 이동을 용이하게 하기 위하여 권취하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시 예)
하기 표 1에 기재된 성분계의 강들을 주조하였다. 그 후 통상적인 방법에 의해 1100℃에서 가열하고, 1000℃의 온도에서 열간압연된 10mm 선재를 2℃/초의 속도로 냉각하여 권취하였다.
상기 선재의 자속밀도, 철손, 쾌삭성 지수, <100> 집합조직과 <111> 집합조직의 분율을 비교하여 하기 표 2에 나타내었다.
전자기적 특성 평가 시편은 압연방향을 가로와 세로로 하였고, 시편의 두께 방향을 압연에 수직인 방향으로 하여, 가로 세로 두께 각각 5mm x 5mm x 1mm 의 시편을 방전가공하여 측정하였다. 자속밀도 B50은 5000 A/m 의 자기장을 인가하였을 때에 유도되는 자속밀도이며, 철손 W10 /50 은 50Hz 주파수에서 1.0 Tesla의 자속밀도가 유도되었을 때의 평균 철손이다.
쾌삭성 평가는 8mm CD-bar를 제조하여 쾌삭성 평가를 하였다. 쾌삭성 지수는 하기 관계식 1로 구할 수 있고, A라는 피삭재에 대해 평가 대상이 되는 B라는 피삭재의 피삭성을 상대 비교하여 표현할 수 있다. 하기 표 2에서는 비교재 1을 A로하여 기준으로 하였으며, 각각의 발명예 및 비교예를 B로 하여 계산한 값을 나타내었다.
[관계식 1]
Figure 112014126145378-pat00002
여기서 CF는 절삭력(cutting force), SR은 표면조도 (surface roughness), TL은 공구수명 (tool life) 을 나타낸다. a1, a2, a3 은 각각 피삭성 평가 기준인 절삭력, 표면조도, 공구수명의 상대적인 중요성을 나타내는 인자들이다. 일반적으로 소비자들이 사용 목적에 따라 가중치를 부여할 수 있으며, 본 실시예에서는 a1, a2, a3 을 각각 0.6, 0.2, 0.2 로 부여하여 비교평가하였다.
집합조직은 후방산란전자회절 (electron backscatter diffraction, EBSD) 을 이용하여 역극점도(inverse pole figure)를 통해서 <100> 과 <111> 방향의 집합조직의 intensity를 비교평가하였다.
구분 합금 조성(중량%)
C Mn Si P S Sn Sb
발명예1 0.004 0.30 0.10 0.005 0.004 0.04 -
발명예2 0.004 0.28 0.62 0.005 0.004 0.04 -
발명예3 0.004 0.28 0.89 0.005 0.004 0.04 -
발명예4 0.004 0.31 0.09 0.005 0.004 0.06 -
발명예5 0.004 0.31 0.57 0.005 0.004 0.06 -
발명예6 0.004 0.29 0.90 0.005 0.004 0.06 -
발명예7 0.004 0.30 0.10 0.005 0.004 0.08 -
발명예8 0.004 0.30 0.56 0.005 0.004 0.08 -
발명예9 0.004 0.30 0.90 0.005 0.004 0.08 -
발명예10 0.004 0.28 0.59 0.005 0.004 0.02 -
발명예11 0.004 0.30 0.59 0.005 0.004 0.10 -
발명예12 0.004 0.29 0.60 0.005 0.004 0.04 0.04
비교예1 0.004 0.28 0.56 0.005 0.004 - -
비교예2 0.004 0.30 0.87 0.005 0.004 - -
비교예3 0.004 0.28 0.57 0.005 0.004 0.12 -
비교예4 0.004 0.28 0.58 0.005 0.004 0.015 -
비교예5 0.004 0.30 0.61 0.005 0.004 0.01 0.005
비교예6 0.004 0.30 0.60 0.005 0.004 0.06 0.06
구분 자속밀도 B50
(Tesla)		 철손 W10 /50
(W/kg) 		쾌삭성 지수
(%) 		집합조직
분율 비교
발명예1 1.71 6.0 110 V100>V111
발명예2 1.68 5.4 106 V100>V111
발명예3 1.65 5.1 105 V100>V111
발명예4 1.73 5.7 114 V100>V111
발명예5 1.70 5.4 110 V100>V111
발명예6 1.68 4.8 109 V100>V111
발명예7 1.74 5.7 116 V100>V111
발명예8 1.71 5.2 113 V100>V111
발명예9 1.69 4.8 111 V100>V111
발명예10 1.66 5.4 104 V100>V111
발명예11 1.70 5.2 118 V100>V111
발명예12 1.69 5.2 113 V100>V111
비교예1 1.61 6.1 100 V100<V111
비교예2 1.60 5.4 96 V100<V111
비교예3 *압연흠
발생 		- - -
비교예4 1.63 6.1 100 V100<V111
비교예5 1.63 6.1 99 V100<V111
비교예6 *압연흠
발생
상기 표2에 나타난 바와 같이, 동일 성분계에서 Sn+Sb 양을 증가함에 따라 자속밀도, 철손, 쾌삭성 지수 모두 개선되었다. 그러나 비교예 3의 경우 Sn이 0.12% 첨가되어, 본 발명의 Sn 함량범위를 초과하여 표면에 압연흠이 발생하였다. 그리고 비교예 6의 경우 Sn+Sb이 0.12 % 첨가되어, 본 발명의 Sn+Sb 함량범위를 초과하여 표면에 압연흠이 발생하였다.
본 발명의 실시예에 따르면 동일 성분계에서 Si이 첨가될수록 자속밀도는 취화되고 철손은 개선되는 것을 알 수 있다. 그렇지만 발명예3, 발명예6, 발명예9의 경우에는 비교예1에 대비하여 Si 함량이 높음에도 불구하고 자속밀도 및 철손이 모두 개선된 것을 확인할 수 있다.
발명예 2의 XRD 비교결과인 도 1-(a)에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 Sn+Sb의 함량을 만족하는 경우 압연방향으로 <100> 집합조직이 발달하기 때문에 자속밀도와 철손이 개선되는 것이다. 반면, 도 1-(b)는 비교예1의 XRD분석 결과이며, <111> 집합조직 분율이 <100> 집합조직 분율보다 높아 자속밀도와 철손이 열위한 것을 확인할 수 있다.
쾌삭성 지수 또한 비교예보다 Sn+Sb가 첨가된 발명예에서 높은 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 쾌삭성 지수가 개선된 것은 입계편석된 Sn+Sb이 절삭력을 낮추고 공구수명을 증가 시켰기 때문이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 단상이며,
    하기 관계식 1로 표현된 쾌삭성지수가 104%이상인 것을 특징으로 하는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재.
    [관계식 1]
    Figure 112016036158600-pat00005

    (단, 여기서 A는 상기 강재를 뜻하고, B는 A강재에서 Sn 및 Sb 합금성분이 제외된 합금조성을 갖는 강재이고, CF는 절삭력(cutting force), SR은 표면조도 (surface roughness), TL은 공구수명 (tool life) 을 나타낸다. 또한, a1=0.6, a2=0.2, a3=0.2 이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강재는 Sb를 추가로 포함하며, Sn과 Sb 함량의 합이 0.02~0.1 %인 쾌삭성이 우수한 연자성 강재.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서
    상기 강재는 압연방향으로 <100> 집합조직 분율이 <111> 집합조직 분율보다 높은 집합조직을 갖는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 강재에 자기장 H=5,000A/m 인가시 자속밀도 B50이 1.65 Tesla 이상을 갖는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재.
  5. 삭제
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 강재는 선재 또는 봉강 형태인 것을 특징으로 하는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재.
  7. 중량%로, C: 0.001~0.01 %, Mn: 0.1~1.0 %, Si: 0.03~1.0 %, Sn: 0.02~0.1 %, P: 0.025 % 이하, S: 0.025 % 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 1000~1200℃에서 가열하는 단계;
    상기 가열된 강편을 열간압연 하여 강재를 얻는 단계; 및
    상기 강재를 0.1~10℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 강재는 Sb를 추가로 포함하며, Sn과 Sb 함량의 합이 0.02~0.1 %인 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 강재는 선재 또는 봉강 형태인 것을 특징으로 하는 쾌삭성이 우수한 연자성 강재의 제조방법.
KR1020140190221A 2014-12-26 2014-12-26 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법 KR101657849B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140190221A KR101657849B1 (ko) 2014-12-26 2014-12-26 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140190221A KR101657849B1 (ko) 2014-12-26 2014-12-26 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160082363A KR20160082363A (ko) 2016-07-08
KR101657849B1 true KR101657849B1 (ko) 2016-09-20

Family

ID=56504299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140190221A KR101657849B1 (ko) 2014-12-26 2014-12-26 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101657849B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102312327B1 (ko) * 2019-12-20 2021-10-14 주식회사 포스코 고강도 강섬유용 선재, 고강도 강섬유 및 이들의 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003226945A (ja) 2002-02-06 2003-08-15 Kobe Steel Ltd 冷間鍛造性と透磁率特性に優れた軟磁性鋼材および透磁率特性に優れた軟磁性鋼部品並びにその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0742501B2 (ja) * 1990-07-02 1995-05-10 新日本製鐵株式会社 磁性焼鈍前後の磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
JP3483265B2 (ja) * 1992-12-28 2004-01-06 新日本製鐵株式会社 磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法
JP4464889B2 (ja) 2005-08-11 2010-05-19 株式会社神戸製鋼所 冷間鍛造性、被削性および磁気特性に優れた軟磁性鋼材、並びに磁気特性に優れた軟磁性鋼部品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003226945A (ja) 2002-02-06 2003-08-15 Kobe Steel Ltd 冷間鍛造性と透磁率特性に優れた軟磁性鋼材および透磁率特性に優れた軟磁性鋼部品並びにその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160082363A (ko) 2016-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728028B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102175064B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101904309B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101657815B1 (ko) 전자기 특성이 우수한 연자성 강재, 연자성 강 부품 및 그들의 제조방법
TWI551694B (zh) 高頻率鐵損特性優良的無方向性電磁鋼板
KR20130125830A (ko) 고강도 무방향성 전자기 강판
KR101674826B1 (ko) 피삭성, 보자력 및 철손 특성이 우수한 흑연강 및 이의 제조방법
TWI550104B (zh) 高頻率鐵損特性優良的無方向性電磁鋼板
KR20150016434A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102325008B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102353673B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101892231B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102176347B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102178341B1 (ko) 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101657849B1 (ko) 쾌삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법
KR102175065B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101657848B1 (ko) 단조성이 우수한 연자성 강재, 연자성 강 부품 및 그들의 제조방법
KR101596448B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 이의 제조방법
KR102176351B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20190078210A (ko) 절삭성이 우수한 연자성 강재 및 그 제조방법
KR101632890B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP4772703B2 (ja) 磁気特性に優れた電磁軟鉄製部品並びに電磁軟鉄製部品用棒線材及びその製造方法
KR102348508B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20140133101A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP5826284B2 (ja) 磁気特性に優れた線材、鋼線及びこれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190905

Year of fee payment: 4