KR101745211B1 - 고내구 코일스프링강 - Google Patents

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KR101745211B1
KR101745211B1 KR1020150179173A KR20150179173A KR101745211B1 KR 101745211 B1 KR101745211 B1 KR 101745211B1 KR 1020150179173 A KR1020150179173 A KR 1020150179173A KR 20150179173 A KR20150179173 A KR 20150179173A KR 101745211 B1 KR101745211 B1 KR 101745211B1
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박종휘
박진우
홍승현
김혁
정희종
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현대자동차주식회사
현대제철 주식회사
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Abstract

중량%로, 탄소(C) : 0.51~0.57%, 실리콘(Si) : 1.40~1.70%, 망간(Mn) : 0.55~0.80%, 크롬(Cr) : 0.70~0.90%, 구리(Cu) : 0.30~0.40%, 바나듐(V) : 0.10~0.15%, 니켈(Ni) : 0.25~0.35%, 인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함), 황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함), 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 고내구 코일스프링강이 소개된다.

Description

고내구 코일스프링강 {HIGH DURABILITY COIL SPRING STEEL}
본 발명은 크롬(Cr), 구리(Cu), 바나듐(V)의 제어를 통해 내부식성이 강화되고 인장강도가 향상된 고내구 코일스프링강에 관한 것이다.
최근 국내외 생산되는 차량에는 120K급 고응력 코일스프링이 적용되고 있으며 현재에는 130K급 고응력 코일스프링까지 양산 적용되고 있다.소재가 110K ~ 130K로 고강도화 될수록, 선경/권수를 축소함으로써 자동차의 경량화를 가능케 하지만, 치핑/도장박리 후 부식에 의한 민감도가 증대되며, 선경을 축소함으로써 설계적 마진 미확보로 인한 강도 부족 및 파손 진행 시 완전한 절손에 이르기까지의 진행속도가 빨라지는 위험부담이 있다.
이러한 위험을 줄이고자 일부 부식취약지역에 한하여 듀얼코팅 도장 등을 적용하고 있으나, 이는 근본적인 해결책은 아니며, 특히나 재료(도료)비 과다상승이라는 부작용을 포함한다. 따라서 이와 같은 소재의 강도/부식문제 개선을 통한 내구성 증대는 자동차산업이 현 시점에서 꼭 풀어야 할 숙제라고 할 수 있다. 최근의 자동차는 고성능, 고출력 및 고효율화가 되기 때문에 부품의 고강도화 및 경량화가 요구되고 있으며, 서스펜션용 철강재의 경우 기존과 같은 차량하중/부식조건 하에서 경량화를 해야 하기 때문에 재질의 강성과 내구성 확보는 필수적이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0133746 A
본 발명은 크롬(Cr), 구리(Cu), 바나듐(V)의 제어를 통해 내부식성이 강화되고 인장강도가 향상된 고내구 코일스프링강을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고내구 코일스프링강은 중량%로, 탄소(C) : 0.51~0.57%, 실리콘(Si) : 1.40~1.70%, 망간(Mn) : 0.55~0.80%, 크롬(Cr) : 0.70~0.90%, 구리(Cu) : 0.30~0.40%, 바나듐(V) : 0.10~0.15%, 니켈(Ni) : 0.25~0.35%, 인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함), 황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함), 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
코일스프링 성형 후 단품의 일반 피로수명 시험시 최대 120 kgf/㎟ 의 반복 응력 조건하에서 일반 피로수명 70만회 이상일 수 있다.
코일스프링 성형 후 단품의 부식 피로수명 시험시 염수분무 및 최대 60 kgf/㎟ 의 반복 응력 조건하에서 부식 피로수명 40만회 이상일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 고내구 코일스프링강에 따르면, 크롬(Cr), 구리(Cu), 바나듐(V)의 함량을 적극 제어함에 따라 내부식성의 향상으로 인해 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 인장강도가 향상되어 그만큼 코일스프링의 중량을 줄여 결과적으로 차량의 연비향상이 가능해진다.
도 1은 본 발명에서 크롬(Cr) 함량 제어에 따른 인장강도를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에서 크롬(Cr) 함량 제어에 따른 충격인성을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에서 크롬(Cr) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 일반 피로수명을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에서 크롬(Cr) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 부식 피로수명을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에서 구리(Cu) 함량 제어에 따른 부식속도를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에서 구리(Cu) 함량 제어에 따른 부식홈 깊이를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에서 구리(Cu) 함량 제어에 따른 충격인성을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명에서 구리(Cu) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 일반 피로수명을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명에서 구리(Cu) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 부식 피로수명을 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명에서 바나듐(V) 함량 제어에 따른 인장강도를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에서 바나듐(V) 함량 제어에 따른 충격인성을 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에서 바나듐(V) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 일반 피로수명을 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명에서 바나듐(V) 함량 제어에 따른 코일 스프링 단품의 부식 피로수명을 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명에 따른 실시예와 기존재 및 비교예의 인장강도를 나타낸 그래프.
도 15는 본 발명에 따른 실시예와 기존재 및 비교예의 코일 스프링 단품의 일반 피로수명을 나타낸 그래프.
도 16은 본 발명에 따른 실시예와 기존재 및 비교예의 부식홈 깊이를 나타낸 그래프.
도 17은 본 발명에 따른 실시예와 기존재 및 비교예의 코일 스프링 단품의 부식 피로수명을 나타낸 그래프.
도 18은 본 발명의 실시예의 부식홈 깊이를 관찰한 사진.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 고내구 코일스프링강은 중량%로, 탄소(C) : 0.51~0.57%, 실리콘(Si) : 1.40~1.70%, 망간(Mn) : 0.55~0.80%, 크롬(Cr) : 0.70~0.90%, 구리(Cu) : 0.30~0.40%, 바나듐(V) : 0.10~0.15%, 니켈(Ni) : 0.25~0.35%, 인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함), 황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함), 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
이하, 본 발명의 고내구 코일스프링강에 있어서, 강의 성분조건을 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다.
탄소(C) : 0.51~0.57%
탄소(C)는 강의 강도를 증가시키는데 가장 효과적이며 중요한 원소이다. 오스테나이트에 고용되어 마르텐사이트 조직을 형성시킨다. 탄소량 증가에 따라 경도를 향상시키는 반면, 인성을 저하시킨다. 철(Fe), 크롬(Cr), 바나듐(V) 등의 원소와 결합하여 탄화물을 형성하여 강도와 경도를 향상시키는 역할을 한다.
0.51% 미만 첨가 시에는 인장강도 및 피로강도가 저하된다. 반면, 0.57% 초과 첨가 시에는 인성을 저하시키고 담금질(Quenching)하기 전 경도 상승에 따라 가공성이 저하된다. 따라서 탄소(C)의 함량을 0.51~0.57% 범위로 제한하였다.
실리콘(Si) : 1.40~1.70%
실리콘(Si)은 강의 경도 및 강도를 향상시키며 펄라이트 상을 강화시키지만, 신율과 충격치를 저하시키는 원소이다. 산소와 친화적인 특징을 갖는다.
1.40% 미만 첨가 시에는 인장강도 및 피로강도가 저하된다. 반면, 1.70% 초과 첨가 시에는 탈탄 발생에 따른 피로강도를 저하시키고 담금질(Quenching)하기 전 경도 상승에 따라 가공성이 저하된다. 따라서 실리콘(Si)의 함량을 1.40~1.70% 범위로 제한하였다.
망간(Mn) : 0.55~0.80%
망간(Mn)은 담금질(Quenching)시 강의 경화능 및 강도를 향상시키지만 다량 함유될 경우 담금질균열, 열변형 및 인성저하를 유발시키게 되는 원소이다. 황(S)과의 반응으로 MnS라는 개재물을 형성한다.
0.55% 미만 첨가 시에는 강의 경화능 개선이 미미해진다. 반면, 0.80% 초과 첨가 시에는 가공성 및 인성이 저하되고 MnS의 과다 생성에 따른 석출로 피로수명이 악화된다. 따라서 망간(Mn)의 함량을 0.55~0.80% 범위로 제한하였다.
크롬(Cr) : 0.70~0.90%
크롬(Cr)은 오스테나이트 내에 용해되어 경화능을 개선시키고 템퍼링 시의 연화저항성을 억제하는 원소이다. 경화능 및 강도 등의 기계적물성을 보완시키기 위해 첨가한다. 고실리콘(Si)강에서 탈탄 방지효과를 갖는다.
0.70% 미만 첨가 시에는 강도 저하에 따른 강의 영구변형이 발생하는 문제가 생긴다. 반면, 0.90% 초과 첨가 시에는 경도의 상승 및 인성의 저하로 강에 균열이 발생한다. 또한, 원가가 상승하게 된다. 따라서 크롬(Cr)의 함량을 0.70~0.90% 범위로 제한하였다.
구리(Cu) : 0.30~0.40%
구리(Cu)는 강 표면의 부식산화물 치밀성을 향상시켜 내부로 부식이 진전되는 것을 방지시켜주는 원소이다. 다만, 다량 함유될 경우 고온에서의 취성(적열취성) 원인에 따라 강에 미세 크랙이 발생하게 된다.
0.30% 미만 첨가 시에는 내식성 저하에 따른 강의 부식 및 피로수명 저하의 문제가 생긴다. 반면, 0.40% 초과 첨가 시에는 고온에서의 취성(적열취성)에 따른 균열 발생 및 원가 상승의 문제가 생긴다. 따라서 구리(Cu)의 함량을 0.30~0.40% 범위로 제한하였다.
바나듐(V) : 0.10~0.15%
바나듐(V)은 고온에서 미세 석출물 형성으로 인한 grain size의 조대화를 조직의 미세화를 통해 방지시켜주는 원소이다. 조직의 미세화에 따라 강도의 향상 및 인성의 확보가 가능하나, 다량 함유될 경우 석출물의 조대화로 인한 인성 및 피로수명 저하가 뒤따르게 된다.
0.10% 미만 첨가 시에는 강도가 저하되고 grin size의 조대화 문제가 생긴다. 반면, 0.15% 초과 첨가 시에는 인성이 저하되고 피로수명이 저하되며 원가가 상승하게 된다. 따라서 바나듐(V)의 함량을 0.10~0.15% 범위로 제한하였다.
니켈(Ni) : 0.25~0.35%
니켈(Ni)은 강의 조직을 미세화시키고 오스테나이트에 잘 고용되어 기지강화에 이용되는 원소이다. 우수한 경화능을 나타내며 특히 내식성 향상의 효과를 갖는다.
0.25% 미만 첨가 시에는 내식성 저하에 따른 강의 부식 및 피로수명이 저하되는 문제가 생긴다. 반면, 0.35% 초과 첨가 시에는 원가가 상승하는 문제가 발생한다. 따라서 니켈(Ni)의 함량을 0.25~0.35% 범위로 제한하였다.
인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함)
인(P)은 강중에 균일하게 분포되어 있을 경우 문제가 되지 않으며 피삭성을 개선시키는 원소이다.
0.017% 초과 첨가 시에는 충격저항을 저하시키고 템퍼링 취성을 촉진시키게 된다. 따라서 인(P)의 함량을 0.017% 이하로 제한하였다.
황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함)
황(S)은 망간(Mn)과의 반응으로 MnS라는 개재물을 형성하여 강의 가공성을 향상시키는 원소이다.
0.010% 초과 첨가 시에는 MnS를 균열 기점부로 하여 피로수명을 저하시키게 된다. 따라서 황(S)의 함량을 0.010% 이하로 제한하였다.
( 실시예 및 비교예 )
크롬(Cr)의 함량 제어에 따른 효과를 구체적으로 살펴보면, 하기의 표 1 및 도 1 내지 도 4를 통해 확인할 수 있다.
구분 탄소
(C)%		 실리콘
(Si)%		 망간
(Mn)%		 크롬
(Cr)%		 구리
(Cu)%		 바나듐
(V)%		 니켈
(Ni)%		 인
(P)%		 황
(S)%
비교예1 0.54 1.49 0.65 0.65 0.31 0.12 0.29 0.011 0.006
실시예1 0.55 1.50 0.63 0.70 0.30 0.11 0.28 0.008 0.007
실시예2 0.54 1.51 0.65 0.81 0.31 0.10 0.28 0.010 0.008
실시예3 0.56 1.51 0.67 0.90 0.32 0.11 0.27 0.009 0.008
비교예2 0.54 1.50 0.64 0.94 0.30 0.11 0.29 0.012 0.005
상기 표 1의 비교예 및 실시예들은 다른 원소는 본 발명에 따른 고내구 스프링강의 제한범위 내에서 동등한 수준으로 제어하고 크롬(Cr)만 제어변수로 하였다.
크롬(Cr)의 함량을 0.70~0.90% 범위로 제한하였으므로 비교예 1의 경우 크롬(Cr)의 함량이 0.70%에 미달하며, 비교예 2의 경우 크롬(Cr)의 함량이 0.90%를 초과한다.
도 1 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 크롬(Cr)의 함량이 증가할수록 인장강도 및 스프링 단품의 일반 피로수명도 함께 상승한다. 다만, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 크롬(Cr)의 함량이 증가할수록 충격인성은 감소하며, 0.90%과 0.94% 사이를 경계로 하여 급속하게 감소하게 된다.
인장강도의 경우 표준 인장시험편을 사용하여 측정되고 충격인성의 경우 표준 충격시험편을 사용하여 측정된다.
또한, 코일스프링강 단품의 일반 피로수명의 경우 20~120kgf/mm3의 반복 응력하에서 수명을 평가하는 스프링 전용 피로시험 장비를 사용하여 측정된다.
도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 크롬(Cr)의 함량에 따른 스프링 단품의 부식 피로수명은 함량 0.70~0.90%에서 최적구간을 형성함을 알 수 있다. 이는 부식흠에 대한 노치 효과로 인해 충격인성이 급격하게 감소하는 구간(0.90%와 0.94% 사이)에서 스프링 단품의 부식 피로수명도 함께 감소하게 되는 것이다.
따라서 상기와 같은 이유로 크롬(Cr)의 함량은 0.70~0.90% 범위로 제한함이 타당하다.
코일스프링강 단품의 부식 피로수명의 경우 온도 35℃에서 5 ± 0.5% NaCl 수용액의 분무가 이루어지면서 20~60kgf/mm3의 반복 응력하에서 수명을 평가하는 스프링 전용 피로시험 장비를 사용하여 측정된다.
구리(Cu)의 함량 제어에 따른 효과를 구체적으로 살펴보면, 하기의 표 2 및 도 5 내지 도 8을 통해 확인할 수 있다.
구분 탄소
(C)%		 실리콘
(Si)%		 망간
(Mn)%		 크롬
(Cr)%		 구리
(Cu)%		 바나듐
(V)%		 니켈
(Ni)%		 인
(P)%		 황
(S)%
비교예3 0.55 1.51 0.68 0.82 0.28 0.10 0.30 0.011 0.008
실시예4 0.53 1.49 0.65 0.82 0.30 0.11 0.29 0.011 0.005
실시예5 0.55 1.49 0.63 0.81 0.36 0.12 0.31 0.010 0.006
실시예6 0.55 1.50 0.64 0.82 0.40 0.11 0.27 0.012 0.007
비교예4 0.53 1.51 0.66 0.83 0.43 0.11 0.29 0.009 0.008
상기 표 2의 비교예 및 실시예들은 다른 원소는 본 발명에 따른 고내구 코일스프링강의 제한범위 내에서 동등한 수준으로 제어하고 구리(Cu)만 제어변수로 하였다.
구리(Cu)의 함량을 0.30~0.40% 범위로 제한하였으므로 비교예 3의 경우 구리(Cu)의 함량이 0.30%에 미달하며, 비교예 4의 경우 구리(Cu)의 함량이 0.40%를 초과한다.
도 5 및 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 구리(Cu)의 함량이 증가할수록 부식속도 및 부식흠의 깊이가 감소한다.
부식속도(A/cm2)의 경우 온도 35℃에서 5% NaCl 수용액에 시편을 침지하여 전류밀도를 통해 내부식성을 평가한다. 전류밀도가 낮을수록 부식특성이 우수하다.
부식흠의 깊이(㎛)의 경우 360시간 동안 온도 35℃에서 5 ± 0.5% NaCl 수용액의 분무를 통해 내부식성을 평가한다. 부식흠의 깊이가 얕을수록 부식특성이 우수하다.
구리(Cu)의 함량이 증가할수록 최표면 부식산화물의 치밀화로 인해 부식이 내부로 진전되는 속도가 감소하게 된다. 이는 곧 부식피로수명의 증가요인으로 작용하게 된다.
도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 충격인성은 구리(Cu)의 함량이 증가할수록 낮아지는 추세이며 0.40%와 0.43% 사이를 경계로 하여 급속하게 감소하게 된다.
코일스프링 단품의 일반 피로수명의 경우 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이 구리(Cu)의 함량이 증가하여도 큰 차이가 없다.
도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이 구리(Cu)의 함량에 따른 코일스프링 단품의 부식 피로수명은 함량 0.30~0.40%에서 최적구간을 형성함을 알 수 있다. 이는 구리(Cu)의 함량이 임계점을 넘으면 표면부 농화층 생성에 의한 취성이 증대되어 크랙의 발생이 많아지므로 구간(0.40%와 0.43% 사이)에서 코일스프링 단품의 부식 피로수명도 급격히 감소하게 되는 것이다.
따라서 상기와 같은 이유로 구리(Cu)의 함량은 0.30~0.40% 범위로 제한함이 타당하다.
바나듐(V)의 함량 제어에 따른 효과를 구체적으로 살펴보면, 하기의 표 3 및 도 10 내지 도 13을 통해 확인할 수 있다.
구분 탄소
(C)%		 실리콘
(Si)%		 망간
(Mn)%		 크롬
(Cr)%		 구리
(Cu)%		 바나듐
(V)%		 니켈
(Ni)%		 인
(P)%		 황
(S)%
비교예5 0.53 1.51 0.64 0.81 0.35 0.08 0.30 0.012 0.006
실시예7 0.55 1.50 0.67 0.79 0.34 0.10 0.30 0.011 0.006
실시예8 0.55 1.50 0.65 0.78 0.34 0.12 0.29 0.011 0.007
실시예9 0.54 1.51 0.66 0.80 0.35 0.15 0.31 0.012 0.007
비교예6 0.53 1.49 0.68 0.82 0.36 0.17 0.30 0.012 0.009
상기 표 3의 비교예 및 실시예들은 다른 원소는 본 발명에 따른 고내구 코일스프링강의 제한범위 내에서 동등한 수준으로 제어하고 바나듐(V)만 제어변수로 하였다.
바나듐(V)의 함량을 0.10~0.15% 범위로 제한하였으므로 비교예 5의 경우 바나듐(V)의 함량이 0.10%에 미달하며, 비교예 6의 경우 바나듐(V)의 함량이 0.15%를 초과한다.
도 10 및 도 12에서 확인할 수 있는 바와 같이 바나듐(V)의 함량이 증가할수록 인장강도 및 코일스프링 단품의 일반 피로수명도 함께 상승한다. 다만, 도 11에서 확인할 수 있는 바와 같이 바나듐(V)의 함량이 증가할수록 충격인성은 감소하며, 0.15%와 0.17% 사이를 경계로 하여 급속하게 감소하게 된다.
도 13에서 확인할 수 있는 바와 같이 바나듐(V)의 함량에 따른 코일스프링 단품의 부식 피로수명은 함량 0.10~0.15%에서 최적구간을 형성함을 알 수 있다. 이는 석출물 조대화에 의한 취성 및 크랙 민감도 증가로 인해 충격인성이 감소하는 구간(0.15%와 0.17% 사이)에서 코일스프링 단품의 부식 피로수명도 함께 감소하게 되는 것이다.
따라서 상기와 같은 이유로 바나듐(V)의 함량은 0.10~0.15% 범위로 제한함이 타당하다.
본 발명에 따른 조성을 갖는 고내구 코일스프링강의 경우 기존재 및 크롬(Cr), 구리(Cu), 바나듐(V) 등이 본 발명의 함량 미만이거나, 초과하는 경우와 비교하여 우수한 특성을 가짐을 하기 표 4 및 도 14 내지 도 17을 통해 확인할 수 있다.
구분 탄소
(C)%		 실리콘
(Si)%		 망간
(Mn)%		 크롬
(Cr)%		 구리
(Cu)%		 바나듐
(V)%		 니켈
(Ni)%		 인
(P)%		 황
(S)%
기존재 0.54 1.48 0.64 0.67 0.28 0.11 0.28 0.010 0.010
비교예7 0.55 1.51 0.66 0.68 0.26 0.07 0.30 0.009 0.006
실시예
10		 0.52 1.42 0.58 0.72 0.30 0.10 0.26 0.004 0.004
실시예
11		 0.55 1.51 0.66 0.81 0.34 0.11 0.30 0.009 0.006
실시예
12		 0.57 1.68 0.77 0.88 0.39 0.15 0.34 0.014 0.009
비교예8 0.55 1.51 0.66 0.94 0.43 0.17 0.30 0.009 0.006
도 14 내지 도 17에서 확인할 수 있는 바와 같이 인장강도의 경우 2100~2200MPa 범위에서 형성되어 기존재 2050MPa에 비해 약 5%가 향상되었다.
인장강도의 향상으로 인해 기존의 코일스프링 단품당 무게를 3.24kg에서 3kg까지 감소시킬 수 있게 되어 약 15%의 경량화를 이룰 수 있다.
코일스프링강 단품의 일반 피로수명의 경우 최대 72.5만회로 기존재 63만회에 비해 약 15% 정도 향상되었으며, 부식흠의 깊이는 최소 30㎛로 기존재 40㎛에 비해 약 25% 정도 감소되었다. 또한, 코일스프링강 단품의 부식 피로수명의 경우 최대 45.8만회로 기존재 34.8만회에 비해 약 30% 정도 향상되었음을 확인할 수 있다.
따라서 기존재의 경우 내부식성을 보완하는 수단으로 우레탄호스 등을 필요로 하였으나 본 발명에 따른 고내구 코일스프링강의 경우 내부식성이 향상되어 별도로 우레탄호스 등을 필요로 하지 않고 이는 곧 원가절감으로 이어지게 된다.
이렇듯 본 발명에 따른 고내구 코일스프링강의 경우 인장강도가 향상되며 내부식성의 향상으로 내구성이 증대를 기대할 수 있게 된다.
(제조방법)
중량%로, 탄소(C) : 0.51~0.57%, 실리콘(Si) : 1.40~1.70%, 망간(Mn) : 0.55~0.80%, 크롬(Cr) : 0.70~0.90%, 구리(Cu) : 0.30~0.40%, 바나듐(V) : 0.10~0.15%, 니켈(Ni) : 0.25~0.35%, 인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함), 황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함), 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강재의 선재가공 및 필링공정이 이루어진다.
이 후 상기 선재를 일정고온에서 일정시간 동안 유지한 후 공랭함으로써 결정립을 미세화하고 조직을 균질화 하는 제어열처리공정을 거쳐서, 상기 균질화된 선재에 강도와 인성을 부여하는 담금질 및 뜨임공정을 함으로써 고내구 코일스프링이 만들어진다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (3)

  1. 차량에 적용되는 고내구 코일스프링강으로서,
    중량%로, 탄소(C) : 0.51~0.57%, 실리콘(Si) : 1.40~1.70%, 망간(Mn) : 0.55~0.80%, 크롬(Cr) : 0.70~0.90%, 구리(Cu) : 0.30~0.40%, 바나듐(V) : 0.10~0.15%, 니켈(Ni) : 0.25~0.35%, 인(P) : 0.017% 이하 (0은 불포함), 황(S) : 0.010% 이하 (0은 불포함), 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
    코일스프링 성형 후 단품의 일반 피로수명 시험 시 최대 120 kgf/㎟ 의 반복 응력 조건하에서 일반 피로수명은 70만회 이상이고,
    코일스프링 성형 후 단품의 부식 피로수명 시험 시 염수분무 및 최대 60 kgf/㎟ 의 반복 응력 조건하에서 부식 피로수명은 40만회 이상이며,
    인장강도는 2100MPa이상인 것을 특징으로 하는 고내구 코일스프링강.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009068030A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Kobe Steel Ltd 耐脱炭性および伸線加工性に優れたばね用鋼線材およびその製造方法
JP2011080105A (ja) 2009-10-05 2011-04-21 Kobe Steel Ltd ばね用鋼の製造方法
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