KR102010052B1 - Medium carbon free cutting steel having excellent hot workability and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 측면은 중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8이고, 선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율은 0.1%미만이고, 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 이상이며, BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0 이하인 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강 및 그 제조방법을 제공한다.Preferred aspects of the present invention are by weight, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 to 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: Less than 0.008% (except 0%), B: 0.005 ~ 0.015%, N: 0.010 ~ 0.020%, Al: 0.05% or less (excluding 0%), remaining Fe and other unavoidable impurities, The weight ratio is 1.3 to 2.8, the area fraction of MnS in the cross section of the wire rod is less than 0.1%, the number of fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less is 100 or more per 1 mm 2 area, and the average aspect ratio of BN is 2.0. It provides a medium-carbon free-cutting steel excellent in the following hot rolling properties and a manufacturing method thereof.

Description

열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강 및 그 제조방법{MEDIUM CARBON FREE CUTTING STEEL HAVING EXCELLENT HOT WORKABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}MEDIUM CARBON FREE CUTTING STEEL HAVING EXCELLENT HOT WORKABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 자동차의 유압부품, 가전제품의 체결부품, 사무자동화 기기의 샤프트(Shaft), 일반 절삭부품 및 기계구조용 등의 소재로 사용되는 쾌삭강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간압연성 및 절삭성이 우수한 중탄소 쾌삭강 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a free-cutting steel used as materials for automobile hydraulic parts, fasteners for home appliances, shafts of office automation equipment, general cutting parts, and mechanical structures, and more particularly, hot rolling and cutting properties. An excellent medium carbon free cutting steel and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 쾌삭강은 높은 절삭성을 갖는 강으로서, 자동차의 유압부품, 가전제품의 체결부품, 사무자동화 기기의 샤프트(Shaft), 일반 절삭부품 등의 소재로 널리 사용되고 있으며 점차 그 용도와 수요가 증가하고 있는 추세이다. In general, free-cutting steel is a steel with high machinability, and is widely used as a material for automobile hydraulic parts, fasteners for home appliances, shafts of office automation equipment, and general cutting parts. There is a trend.

우수한 절삭성과 치수 정밀도 및 일반 중탄소 탄소강 수준의 유사한 강도를 갖는 쾌삭강은 기계구조용으로도 널리 사용되고 있다. Free-cutting steels with good machinability and dimensional accuracy and similar strengths to that of ordinary medium-carbon carbon steels are also widely used for mechanical construction.

절삭성이 우수한 쾌삭강을 제조하기 위해, 저융점 원소인 납(Pb)등을 소량 첨가하거나 MnS 개재물을 정출시키켜 쾌삭강의 공구수명 및 칩분절성을 높이고 제품의 표면 품질과 치수 정밀도 또한 개선할 수 있다. 그러나, 최근 들어 환경 규제가 강화됨에 따라 인체에 유해한 원소인 납의 사용을 점차 지양하게 되었으며, 쾌삭강을 제조함에 있어서 Pb 대신 상대적으로 친환경적인 비스무스(Bi) 또는 주석(Sn)을 첨가하여 쾌삭강의 품질을 향상시키는 방법이 제안되고 있다. In order to manufacture free-cutting steel with excellent machinability, a small amount of low melting point lead (Pb) or the like may be added or the MnS inclusion may be removed to increase the tool life and chip segmentation of the free-cutting steel and to improve the surface quality and dimensional accuracy of the product. However, with the recent tightening of environmental regulations, the use of lead, an element harmful to the human body, has gradually been avoided. In the manufacture of free cutting steel, the quality of free cutting steel can be improved by adding relatively environmentally friendly bismuth (Bi) or tin (Sn) instead of Pb. A method of improving is proposed.

그러나, 일반적으로 절삭성 향상을 위해 첨가되는 저융점 원소들은, 쾌삭강의 열간 압연성을 저하시킬 수 있다. 또한, 다량의 황(S)을 첨가하여 MnS의 형성을 유도한 유황계 쾌삭강의 경우에도 열간 압연 방향으로 길게 뻗은 MnS가 다량으로 형성되어 기계적 성질에 이방성을 일으켜 인성을 저하시키는 등의 문제를 야기시키게 된다. 이로 인해 선재 압연시 끝단이 갈라져, 이를 보완하기 위해 선재 압연 전 빌레트 끝단을 연필의 첨단 형상과 같이 가늘게 깎는 등의 작업이 추가되어 생산성을 크게 저하시킨다. However, in general, low melting point elements added for improving machinability may lower the hot rolling property of free cutting steel. In addition, even in sulfur-based free-cutting steels in which MnS is formed by adding a large amount of sulfur (S), a large amount of MnS is formed in a long direction in the hot rolling direction, causing anisotropy in mechanical properties and deteriorating toughness. Let's go. Due to this, the ends of the wire rod are cracked, and to compensate for this, operations such as sharpening the billet end of the wire rod before cutting the wire rod, such as the tip shape of the pencil, are greatly reduced, thereby greatly reducing productivity.

이러한 문제를 해결하기 위해 흑연(graphite) 쾌삭강등이 연구되고 있으나 초기 펄라이트 조직을 흑연화를 시키기 위한 수요가의 열처리 시간이 장시간 소요 되는 등 이로 인한 생산성 및 비용 문제가 여전히 존재한다. Graphite free cutting steel has been studied to solve this problem, but there is still a problem of productivity and cost due to the long heat treatment time required for graphitizing the initial pearlite structure.

일본 공개특허공보 제2011-052299호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-052299

본 발명의 바람직한 일 측면은 열간 압연성 및 절삭성이 우수한 중탄소 쾌삭강을 제공하고자 한다.One preferred aspect of the present invention is to provide a medium-carbon free cutting steel excellent in hot rolling and cutting.

본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 열간 압연성 및 절삭성이 우수한 중탄소 쾌삭강의제조 방법을 제공하고자 한다.Another preferred aspect of the present invention is to provide a method for producing medium-carbon free-cutting steel excellent in hot rolling and cutting properties.

본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8이고, 선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율은 0.1%미만이고, 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 이상이며, BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0 이하인 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강을 제공한다.Another preferred aspect of the present invention is by weight, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 to 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (except 0%), B: 0.005% to 0.015%, N: 0.010% to 0.020%, Al: 0.05% or less (except 0%), including remaining Fe and other unavoidable impurities, The weight ratio of B is 1.3 to 2.8, the area fraction of MnS in the rolling direction cross section of the wire rod is less than 0.1%, and there are 100 or more fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less per 1 mm 2 area, and the average aspect ratio of BN. It provides a medium-carbon free-cutting steel excellent in hot rolling property of 2.0 or less.

상기 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물은 예를 들면, 1mm2 면적당 100 ~200개일 수 있다.The fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less may be, for example, 100 to 200 pieces per 1 mm 2 area.

본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8인 용강을 블룸으로 주조하는 연속 주조 단계;Another preferred aspect of the present invention is by weight, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 to 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (except 0%), B: 0.005% to 0.015%, N: 0.010% to 0.020%, Al: 0.05% or less (except 0%), including remaining Fe and other unavoidable impurities, N / A continuous casting step of casting molten steel having a weight ratio of B of 1.3 to 2.8 in bloom;

상기 블룸을 강편 압연하여 빌렛을 얻는 단계; 및 Rolling the bloom to obtain billets; And

상기 빌렛을 가열로에서 가열하여 선재로 압연하는 선재압연 단계를 포함하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a medium-carbon free-cutting steel excellent in hot rolling properties, including the wire rolling step of heating the billet in a heating furnace to roll the wire.

상기 연속 주조 단계는, 몰드 전자 교반장치(EMS)와 경압하 장치를 동시 구동하여 상기 용강을 연속 주조할 수 있다.In the continuous casting step, the molten steel may be continuously cast by simultaneously driving an electronic mold stirrer (EMS) and a low pressure device.

상기 강편압연 시에는 가열로에서 블룸을 1100℃이상의 온도로 3~5시간 유지할 수 있고, 상기 선재 압연시에는 가열로에서 빌렛을 1100~1200℃의 범위에서 2~5시간 유지할 수 있다.During the rolling of the steel sheet, the bloom may be maintained at a temperature of 1100 ° C. or more for 3 to 5 hours in the heating furnace, and the billet may be maintained in the heating furnace for 2 to 5 hours in the range of 1100 to 1200 ° C. in the heating furnace.

본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 쾌삭강에 적정량의 B, N 을 첨가하여 BN 석출을 유도함으로써 우수한 열간 압연성 및 절삭성을 가짐과 동시에, 납등의 저융점 원소를 함유하지 않음으로써 친환경 특성과 우수한 열간 압연성을 갖는 쾌삭강을 제공할 수 있다.According to a preferred aspect of the present invention, by adding an appropriate amount of B, N to the free-cutting steel to induce BN precipitation, it has excellent hot rolling and cutting properties, and does not contain low melting point elements such as lead. A free cutting steel having a property can be provided.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention is not limited to the above description, it will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 쾌삭강의 절삭성을 평가하는 방법을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a method for evaluating the machinability of free cutting steel according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형되거나 여러 가지 실시 형태가 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Embodiments of the present invention may be modified in various other forms, or various embodiments may be combined, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Moreover, embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person with average knowledge in the technical field. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

쾌삭강은 자동차, 사무기기, 가전 제품 등에 널리 사용되며, 특히 절삭성과 치수정밀도가 우수한 특성을 갖는다. 쾌삭강의 절삭성을 높이기 위해 제조 공정에서 저융점 원소를 첨가할 수 있는데, 저융점 원소의 첨가량이 늘어나면 선재 제조 공정에서 쾌삭강에 발생하는 표면 결함이 증가할 수 있다. 즉, 쾌삭강에 저융점 원소를 다량 첨가하여 절삭성을 개선할수록 열간 압연성이 저하될 수 있다.Free cutting steel is widely used in automobiles, office equipment, home appliances, etc., and particularly has excellent cutting properties and dimensional accuracy. In order to increase the machinability of free cutting steel, a low melting point element may be added in a manufacturing process. An increase in the addition amount of the low melting point element may increase surface defects occurring in the free cutting steel in a wire rod manufacturing process. That is, the hot rolling property may be lowered as the machinability is improved by adding a large amount of low melting point elements to the free cutting steel.

본 발명은 중탄소 쾌삭강에 있어서 절삭성을 향상시키지만, 열간 압연성을 저하시킬 수 있는 저융점 원소나 MnS의 사용을 배제하고, 대신 절삭성을 확보를 위하여 균일한 분포를 갖는 미세한 BN의 생성을 유도하여 열간 압연성 및 절삭성을 동시에 확보할 수 있는 중탄소 쾌삭강 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention improves machinability in the medium-carbon free-cutting steel, but eliminates the use of low-melting point elements or MnS that can degrade hot rolling, and instead induces the production of fine BN with uniform distribution to ensure machinability. It is to provide a medium-carbon free-cutting steel and a method of manufacturing the same, which can secure hot rollability and machinability at the same time.

이하, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강에 대하여 설명한다.Hereinafter, the medium-carbon free cutting steel excellent in the hot rolling property which concerns on one preferable aspect of this invention is demonstrated.

본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 중량 %로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8이고, 선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율은 0.1%미만이고, 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 이상이며, BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0 이하이다.Another preferred aspect of the present invention is by weight%, C: 0.40 ~ 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 ~ 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (except 0%), B: 0.005% to 0.015%, N: 0.010% to 0.020%, Al: 0.05% or less (except 0%), including remaining Fe and other unavoidable impurities, N / The weight ratio of B is 1.3 to 2.8, the area fraction of MnS in the rolling direction cross section of the wire rod is less than 0.1%, and there are 100 or more fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less per 1 mm 2 area, and the average aspect ratio of BN. Is 2.0 or less.

이하, 강 성분 및 성분범위에 대하여 설명한다.Hereinafter, the steel component and the component range will be described.

탄소(C): 0.40 ~ 0.5중량%Carbon (C): 0.40 to 0.5 wt%

탄소는 탄화물을 형성하여 소재의 강도 및 경도를 증가시키는 원소로, 중탄소 쾌삭강에서는 대부분 펄라이트(pearlite)로 존재하여 예를 들면, 중탄소 기계구조 용 등으로 사용될 수 있도록 적정 강도를 부여하는 역할을 할 수 있다. 탄소의 함량이 0.40중량% 미만이면 강도 및 소입성이 감소할 수 있다. 반면 탄소의 함량이 0.50중량%를 초과하는 경우에는 소재의 경도가 지나치게 증가하여 절삭 시 공구 수명이 단축될 수 있다. 따라서, 상기 탄소의 함량은 0.40~0.50중량%로 한정하는 것이 바람직하다.Carbon is an element that increases the strength and hardness of materials by forming carbides. In medium-carbon free cutting steel, carbon is mostly present as pearlite, and thus, it serves to give an appropriate strength to be used for, for example, heavy carbon mechanical structures. can do. If the content of carbon is less than 0.40% by weight, strength and hardenability may decrease. On the other hand, if the carbon content exceeds 0.50% by weight, the hardness of the material is excessively increased, which may shorten the tool life during cutting. Therefore, the content of carbon is preferably limited to 0.40 to 0.50% by weight.

실리콘(Si): 0.3%이하(0%는 제외)Silicon (Si): 0.3% or less (excluding 0%)

실리콘 함량이 0.30중량%를 초과하게 되면 경질의 SiO 계 비금속 개재물이 다량 생성될 수 있어서 쾌삭강의 절삭가공 공정에서 공구수명을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 Si 함량은 0.30중량%이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 Si 함량은 Si: 0.01~0.3%이다.When the silicon content exceeds 0.30% by weight, a large amount of hard SiO-based nonmetallic inclusions may be generated, thereby reducing tool life in the cutting process of free cutting steel. Therefore, the Si content is preferably limited to 0.30% by weight or less. More preferred Si content is 0.01% to 0.3% of Si.

망간(Mn): 1.0 ~ 1.5중량%Manganese (Mn): 1.0 to 1.5 wt%

Mn은 강의 강도를 향상시키며, 강 중에 존재하는 S의 유해함을 방지하기 위하여 첨가되어 MnS를 형성함으로써 적열 취성을 방지한다. Mn 함량이 1.0중량% 초과인 경우에 원하는 소입성 및 강도를 얻을 수 있고 오스테나이트 영역이 넓어져 압연 중 초석 페라이트 생성이 지연될 수 있고 열간압연 시 강편의 표면결함을 억제할 수 있다. 그러나 Mn의 함량이 1.5중량%를 초과하여 첨가하게 되면 인성이 저하되고 소재 냉각 중 두꺼운 퍼얼라이트 밴드(pearlite band)가 형성될 수 있어 절삭 가공 중 표면 조도를 열화시킬 수 있다. 따라서, 상기 망간의 함량은 1.0~1.5중량%로 한정하는 것이 바람직하다.Mn improves the strength of the steel and is added to prevent the harmfulness of S present in the steel, thereby forming MnS to prevent the red light brittleness. When the Mn content is more than 1.0% by weight, desired quenchability and strength can be obtained, and the austenite region can be widened to delay the formation of cornerstone ferrite during rolling and to suppress surface defects of the steel sheet during hot rolling. However, when the Mn content is added in excess of 1.5% by weight, the toughness may be lowered and a thick pearlite band may be formed during material cooling, thereby deteriorating surface roughness during cutting. Therefore, the content of the manganese is preferably limited to 1.0 to 1.5% by weight.

인(P): 0.015%이하(0%는 제외)Phosphorus (P): 0.015% or less (excluding 0%)

인은 절삭성을 향상시키기 위해 첨가되는 원소로서, 소재의 결정입계에 편석 또는 화합물로 존재하여 절삭 공구 선단에 형성되기 쉬운 구성인선(Build-Up Edge)을 억제할 수 있다. 그러나 인이 과다하게 첨가될 경우, 쾌삭강의 기계적 물성과 열간 압연성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 인 함량은 0.015중량% 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 인 함량은 0.001~0.015%이다.Phosphorus is an element added to improve machinability. The phosphorus is present as segregation or compound at grain boundaries of the raw material, thereby suppressing a build-up edge that is easily formed at the tip of the cutting tool. However, when too much phosphorus is added, mechanical properties and hot rolling properties of the free cutting steel may be degraded. Therefore, the phosphorus content is preferably limited to 0.015% by weight or less. More preferable phosphorus content is 0.001-0.015%.

유황(S): 0.008%이하(0%는 제외)Sulfur (S): 0.008% or less (excluding 0%)

S는 강중에서 Mn과 결합하여 MnS를 형성한다. 본 발명에서는 MnS를 형성하여 절삭성을 향상시킬 수 있으나, MnS에 의한 피삭성 향상 효과 없이도 절삭성이 확보되며 지나치게 많은 양의 S가 첨가되면, 결정입계에 그물 모양의 FeS 석출을 촉진할 수 있다. 이러한 FeS는 매우 취약하고 용융점이 낮기 때문에 열간압연성을 크게 저하시킬 수 있다. 뿐만 아니라 다량의 S 첨가에 의해 MnS가 생성될 경우에도 FeS와 같이 열간 압연성을 저하시킬 뿐만 아니라, MnS를 핵으로 하여 조대한 BN이 생성되거나 압연 중 연신된 MnS주위로 BN이 불균일하게 분포하게 되면서 균질성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 S의 함량은 0.008중량% 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 S의 함량은 0.001~0.008중량%이다.S combines with Mn in steel to form MnS. In the present invention, it is possible to improve the machinability by forming MnS, but the machinability is secured without the machinability improvement effect by MnS, and when an excessively large amount of S is added, it is possible to promote the precipitation of mesh-like FeS at grain boundaries. Since FeS is very fragile and its melting point is low, hot rolling can be greatly reduced. In addition, even when MnS is formed by the addition of a large amount of S, not only the hot rolling property is lowered like FeS, but also coarse BN is produced using MnS as a nucleus or BN is unevenly distributed around the stretched MnS during rolling. While reducing the homogeneity. Therefore, the content of S is preferably limited to 0.008% by weight or less. More preferable content of S is 0.001 to 0.008% by weight.

보론(B): 0.005~0.015중량%Boron (B): 0.005 to 0.015% by weight

B는 강의 응고시 N과 결합하여 BN 개재물을 형성시켜 절삭성 향상에 기여한다. B의 함량이 0.0050중량% 미만인 경우에는 형성되는 BN의 양이 너무 작아 상기 효과를 나타낼 수 없고, 0.0150중량%를 초과하여 첨가하면 과다한 BN에 의해 오히려 열간압연성이 저하 될 수 있다. 따라서, 상기 B의 함량은 0.005 ~ 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다B combines with N to solidify the steel to form BN inclusions, contributing to improved machinability. When the content of B is less than 0.0050% by weight, the amount of BN formed is too small to exhibit the above effect, and when added in excess of 0.0150% by weight, the hot rolling property may be lowered by excessive BN. Therefore, the content of B is preferably limited to 0.005 to 0.015% by weight.

질소(N): 0.010~0.020중량%Nitrogen (N): 0.010-0.020 weight%

질소(N)는 강의 응고 시 B과 결합하여 BN 개재물을 형성시켜 절삭성 향상에 기여한다. 그러나 N함량이 0.010중량% 미만인 경우에는 상기 효과를 기대하기 어렵고, 0.020중량%를 초과하게 되면 제강이 어려울 뿐만 아니라, 연주시 핀홀(pin hole) 및 크랙 등의 생성에 의해 표면 품질이 저하 될 수 있다. 따라서 상기 N의 함량은 0.010~0.020중량%로 한정하는 것이 바람직하다.Nitrogen (N) combines with B when the steel solidifies to form BN inclusions, contributing to improved machinability. However, when the N content is less than 0.010% by weight, it is difficult to expect the above effect. When the N content is more than 0.020% by weight, steelmaking is difficult, and the surface quality may be degraded by the production of pin holes and cracks during performance. have. Therefore, the content of N is preferably limited to 0.010 to 0.020% by weight.

알루미늄(Al): 0.05% 이하(0%는 제외)Aluminum (Al): 0.05% or less (except 0%)

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쾌삭강은, 예를 들면, 용강을 Al-Si 복합 탈산한 상태로 티밍레이들에 출강함으로써 제조될 수 있다. 알루미늄 함량이 0.05 중량%를 초과하게 되면 경질의 Al2O3계 비금속 개재물이 다량 생성될 수 있어서 쾌삭강의 절삭가공 공정에서 공구수명을 현저하게 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 상기 Al 함량은 0.05중량%이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 Al 함량은 0.01~0.05중량%이다.As described above, the free cutting steel according to the embodiment of the present invention, for example, can be manufactured by tapping the teaming ladle in the state of Al-Si composite deoxidation. When the aluminum content exceeds 0.05% by weight, a large amount of hard Al 2 O 3 nonmetallic inclusions may be generated, which may significantly reduce the tool life in the cutting process of free cutting steel. Therefore, the Al content is preferably limited to 0.05% by weight or less. More preferable Al content is 0.01 to 0.05 weight%.

N/B의 중량비: 1.3 ~ 2.8Weight ratio of N / B: 1.3 ~ 2.8

BN 형성 및 잔여 N의 고용량에 있어서 N/B의 중량비는 매우 중요한 변수이다. N/B의 중량비가 1.3보다 작을 경우, N이 너무 적어 충분한 양의 BN 개재물이 형성이 되지 않으며, 반대로 N/B의 중량비가 2.8을 초과하면 BN 형성 후 잉여 N에 의한 경도 증가 및 변형시 과도한 가공경화 효과에 의해 절삭성 및 가공성에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 상기 N/B 중량비는 1.3~2.8로 한정하는 것이 바람직하다.The weight ratio of N / B is a very important variable for BN formation and the high capacity of residual N. If the weight ratio of N / B is less than 1.3, N is too small to form a sufficient amount of BN inclusions. Conversely, if the weight ratio of N / B exceeds 2.8, the hardness increases due to surplus N after BN formation and is excessive during deformation. The work hardening effect adversely affects machinability and workability. Therefore, it is preferable to limit the said N / B weight ratio to 1.3-2.8.

이외에 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다. 더불어, 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니다.In addition to the balance Fe and unavoidable impurities. However, in the conventional manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably mixed, and thus cannot be excluded. Since these impurities are known to those skilled in the art, not all of them are specifically mentioned in the present specification. In addition, addition of an effective component other than the said composition is not excluded.

본 발명의 바람직한 일 측면에 따르는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강은 선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율이 0.1%미만이고, 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 이상이며, BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0 이하이다.The medium-carbon free-cutting steel having excellent hot rolling property according to the preferred aspect of the present invention has an area fraction of MnS of less than 0.1% in the rolling direction cross section of the wire rod, fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less, and 100 or more per 1 mm 2 area, and BN The average aspect ratio of is 2.0 or less.

선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율이 0.1%이상인 경우에는 열간 압연성을 저하시켜 표면흠을 유발시킬 우려가 있다. If the area fraction of MnS in the rolling direction cross section of the wire rod is 0.1% or more, there is a fear that the hot rolling property is lowered to cause surface defects.

비금속 개재물인 질화보론(BN)은 흑연 쾌삭강에서 절삭성을 향상시키는 역할을 하는 흑연과 거의 유사한 결정 구조와 물리적인 성질을 가지고 있기 때문에 백색 흑연이라고도 일컬어 진다. Boron nitride (BN), a non-metallic inclusion, is also called white graphite because it has a crystal structure and physical properties similar to that of graphite, which improves machinability in graphite free-cutting steel.

본 발명에서는 이러한 BN를 적절량 생성시켜 절삭시 BN이 응력 집중원으로 작용하여 균열 생성 및 균열의 성장을 용이하게 하여 열간 압연성의 큰 저하 없이도 절삭성을 향상시킬 뿐만 아니라, 절삭 중 BN이 고체 윤활제로써 작용을 하여 소재와 절삭 공구간 마찰력을 줄여 절삭력을 낮출 수 있다. In the present invention, by generating an appropriate amount of BN, BN acts as a stress concentration source during cutting, thereby facilitating crack formation and growth of cracks, thereby improving machinability without significantly reducing hot rolling property, and during cutting, BN serves as a solid lubricant. By reducing the friction between the material and the cutting tool.

본 발명에서와 같이 BN 형성에 필요한 B, N을 적정량 첨가 하여 강중 미세하게 균일분포 시키면 열간 압연성의 저하 없이도 절삭성을 향상을 도모할 수가 있게 된다.As in the present invention, by adding an appropriate amount of B and N necessary for forming BN and finely distributing it in the steel, it is possible to improve the machinability without reducing the hot rolling property.

직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 미만인 경우에는 충분한 절삭성 향상 효과를 확보하기 어려울 수 있다. When the number of fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less is less than 100 per 1 mm 2 area, it may be difficult to secure sufficient cutting effect.

상기 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물은 예를 들면, 1mm2 면적당 100 ~200개일 수 있다.The fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less may be, for example, 100 to 200 pieces per 1 mm 2 area.

BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0을 초과하는 경우에는 기계적인 물성에 이방성이 발생하여 피절삭면 조도를 저하시키는 등의 우려가 있다.When the average aspect ratio of BN exceeds 2.0, there is a concern that anisotropy occurs in the mechanical properties and the roughness of the cut surface is lowered.

이하, 본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the medium-carbon free cutting steel excellent in the hot rolling property which concerns on another preferable aspect of this invention is demonstrated.

본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법은 중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8인 용강을 블룸으로 주조하는 연속 주조 단계;According to another preferred aspect of the present invention, the method for producing a medium-carbon free-cutting steel having excellent hot rolling property is weight%, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), and Mn: 1.0 to 1.5%. , P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (excluding 0%), B: 0.005 to 0.015%, N: 0.010 to 0.020%, Al: 0.05% or less (excluding 0%) A continuous casting step of casting molten steel having a remaining Fe and other unavoidable impurities and having a weight ratio of N / B of 1.3 to 2.8 in bloom;

상기 블룸을 강편 압연하여 빌렛을 얻는 단계; 및 Rolling the bloom to obtain billets; And

상기 빌렛을 가열로에서 가열하여 선재로 압연하는 선재압연 단계를 포함한다.And a wire rod rolling step of heating the billet in a furnace to roll the wire.

상기 연속 주조 단계는, 예를 들면, 몰드 전자 교반장치(EMS)와 경압하 장치를 동시 구동하여 상기 용강을 연속 주조할 수 있다.In the continuous casting step, for example, the molten steel may be continuously cast by simultaneously driving an electronic mold stirrer (EMS) and a low pressure device.

중탄소 쾌삭강을 제조함에 있어서, 연속 주조 공정에서 몰드 전자교반장치(EMS)와 경압하 장치를 이용하여 용강을 연속 주조함으로써 우수한 주편을 얻을 수 있다. 몰드 전자 교반장치를 이용함으로써 균일한 분포의 비금속 개재물을 얻는데 이점을 얻을 수 있으며, 경합하 장치를 이용함으로써 주편의 중심 편석을 줄이고 주표 표면에서 핀홀 블로우 홀 등의 표면 결함을 줄일 수 있다.In manufacturing medium-carbon free-cutting steel, an excellent cast can be obtained by continuously casting molten steel using a mold electrostirrer (EMS) and a low pressure device in a continuous casting process. The use of a mold electronic stirrer can be used to obtain a uniform distribution of nonmetallic inclusions, and the use of a contention apparatus can reduce the center segregation of the cast and reduce surface defects such as pinhole blowholes on the surface of the caster.

상기 강편압연 시에는 가열로에서 블룸을 1100℃이상의 온도로 3~5시간 유지할 수 있고, 상기 선재 압연시에는 가열로에서 빌렛을 1100~1200℃의 범위에서 2~5시간 유지할 수 있다.During the rolling of the steel sheet, the bloom may be maintained at a temperature of 1100 ° C. or more for 3 to 5 hours in the heating furnace, and the billet may be maintained in the heating furnace for 2 to 5 hours in the range of 1100 to 1200 ° C. in the heating furnace.

상기 블룸의 온도가 1100℃ 미만이거나 유지시간이 3시간 미만일 경우에는 압연흠이 발생할 우려가 있으며, 5시간을 초과하는 경우에는 제조 효율이 저하될 우려가 있다.If the temperature of the bloom is less than 1100 ° C. or the holding time is less than 3 hours, there may be a rolling flaw, and if it exceeds 5 hours, the manufacturing efficiency may be lowered.

한편, 상기 빌렛의 온도가 1100℃ 보다 낮아지는 경우, 코너부가 터지거나 표면 결함 등이 발생하여 양호한 선재 표면 품질을 얻기 어려울 수 있다.On the other hand, when the temperature of the billet is lower than 1100 ℃, it may be difficult to obtain a good wire surface quality because the corner portion is broken or surface defects occur.

상술한 제조 방법에 의해 제조되는 쾌삭강은 우수한 열간 압연성 및 절삭성을 가질 수 있다. The free cutting steel produced by the above-described manufacturing method may have excellent hot rolling property and machinability.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only examples for describing the present invention in more detail, and do not limit the scope of the present invention.

(실시예)(Example)

하기 표 1의 조성을 갖는 용강을 사용하여 연속 주조 공정을 통해 단면이 500mm X 600mm인 블룸을 제조하였으며, 이후 강편 압연 공정을 통해 단면이 160mm X 160mm인 빌렛을 제조한 후, 직경이 27mm인 선재로 압연하여 최종적으로는 직경이 25mm인 CD Bar(Cold-Drawn)를 제조하였다. The molten steel having the composition shown in Table 1 was used to produce a bloom having a cross section of 500 mm X 600 mm through a continuous casting process, and then a billet having a cross section of 160 mm X 160 mm through a steel sheet rolling process, followed by a wire rod having a diameter of 27 mm. Finally, a CD bar (Cold-Drawn) having a diameter of 25 mm was manufactured by rolling.

하기 표 1에서, 본 발명에서 제시한 화학조성을 만족하면 '발명재'로, 그리고 비교 목적을 위해서 제조한 시험재는 '비교재'로 나타내었다.In Table 1, when the chemical composition presented in the present invention is satisfied, the test material manufactured for the invention and the comparative material for the purpose of comparison are shown as 'comparative material'.

상기와 같이 제조된 CD Bar(발명재 및 비교재)에 대하여 BN 밀도(개/mm2), MnS 면적분율(%), 종횡비(Aspect ratio), BN 평균직경(㎛), 공구마모 깊이(㎛), 열간 압연성 및 절삭성을 조사하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. BN density (pieces / mm 2 ), MnS area fraction (%), aspect ratio, BN average diameter (µm), and tool wear depth (µm) for the CD Bar (inventive and comparative materials) prepared as described above. ), Hot rollability and machinability were investigated, and the results are shown in Table 2 below.

하기 표 2에서, 열간 압연성 및 절삭성은 다음과 같이 측정되었다.In Table 2 below, hot rolling property and machinability were measured as follows.

화학 성분 및 BN의 형성이 열간 압연성에 미치는 영향을 알아보기 위한 목적으로, 현장 열간 압연성 평가는 선재압연 실시 중 또는 선재압연 실시 후에 표면 상태를 육안으로 검사하는 방법으로 실시되었으며, 소정의 제품품질 합격판정 기준에 따라 실시되었다. 열간압연성의 최종 판단은, 압연 중에 열화상 카메라를 통한 관찰 및 최종 선재 완성제품의 표면에 대한 관찰을 통해 이루어졌다.For the purpose of evaluating the effect of chemical composition and the formation of BN on hot rolling property, on-site hot rolling property evaluation was conducted by visually inspecting the surface condition during wire rolling or after wire rolling. It was carried out according to the acceptance criteria. Final determination of hot rolling was made through observation through a thermal imaging camera during rolling and observation of the surface of the final wire rod finished product.

하기 표 2에서, O는 압연성이 양호하여 100㎛(마이크로미터) 이상의 압면흠이 미발견된 소재를 나타내고, X는 압연성이 불량하여 국부적으로 터짐이 발생하거나 100㎛(마이크로미터) 이상의 표면흠이 발견된 소재를 나타낸다.In Table 2 below, O represents a material having good rolling property and no blemishes of 100 μm (micrometer) or more are found, and X represents poor rolling property and causes local bursting or a surface of 100 μm (micrometer) or more. Indicates the material from which the flaw was found.

절삭성 평가는 CNC 선반을 이용하여 가공하여 평가하였으며, 이 때 절삭 가공시편 및 공구의 일례가 도 1에 나타나 있다. 절삭 가공은 터닝(turning) 방식으로 실시되었는데, 초기 직경(d1)이 25mm인 CD Bar(100)를 절삭가공 후 직경(d2)이 23mm이 되도록 가공하였으며, 시편 한 개 당 이송거리(T)는 20mm였다. 시편 한 개 당 절삭 가공량은 11.9그램이며, 300개의 부품을 절삭 가공하여 총 5,950그램을 제거하였다. 절삭 가공 공구(200)는 다이아몬드 형상을 가지며 코너각 55도, 여유각 7도, 노즈 반경(R)은0.4mm이며, 공구재종은 서멧(cermet)을 이용하였다. 200m/min의 절삭속도, 0.075mm/rev의 이송 속도, 0.5mm의 절입 깊이를 갖는 절삭 가공 조건을 적용하였으며, 최종 300개 부품을 가공한 후에 공구의 측면 마모(flankwear)의 최대깊이를 측정하였다. Machinability evaluation was evaluated by machining using a CNC lathe, an example of the cutting specimen and the tool is shown in FIG. The cutting process was performed by turning method. The CD bar 100 having an initial diameter (d1) of 25 mm was processed to have a diameter (d2) of 23 mm after cutting, and the feed distance (T) per specimen was 20 mm. The cutting volume per specimen was 11.9 grams and 300 parts were cut to remove a total of 5,950 grams. The cutting tool 200 has a diamond shape and has a corner angle of 55 degrees, a clearance angle of 7 degrees, and a nose radius R of 0.4 mm. The tool grade used cermet. Cutting conditions with a cutting speed of 200 m / min, a feed rate of 0.075 mm / rev, and a cutting depth of 0.5 mm were applied, and the maximum depth of flankwear of the tool was measured after the final 300 parts were machined. .

하기 표 2에서는 300개의 부품 가공 후 공구의 최대 측면 마모 깊이 200㎛(마이크로미터)를 기준으로 하여 그 이하 마모 깊이는 절삭성에서 "O"로 나타내고, 그 이상은 " X" 로 표시 하였다.In Table 2 below, the wear depth below the maximum side wear depth of 200 μm (micrometer) of the tool after machining 300 parts was expressed as “O” in machinability, and more than “X”.

실시예No.Example No. CC SiSi MnMn PP SS BB NN AlAl N/B의 중량비Weight ratio of N / B 발명재1Invention 1 0.430.43 0.220.22 1.111.11 0.0120.012 0.0080.008 0.00590.0059 0.01250.0125 0.0210.021 2.122.12 발명재2Invention 2 0.420.42 0.150.15 1.061.06 0.0140.014 0.0040.004 0.00600.0060 0.01400.0140 0.0240.024 2.332.33 발명재3Invention 3 0.460.46 0.240.24 1.131.13 0.0110.011 0.0060.006 0.00650.0065 0.01350.0135 0.0250.025 2.082.08 발명재4Invention 4 0.490.49 0.280.28 1.221.22 0.0130.013 0.0050.005 0.00600.0060 0.01100.0110 0.0280.028 1.831.83 발명재5Invention 5 0.410.41 0.120.12 1.011.01 0.0110.011 0.0060.006 0.00750.0075 0.01900.0190 0.0190.019 2.532.53 비교재1Comparative Material 1 0.750.75 0.230.23 1.011.01 0.0120.012 0.0070.007 0.00570.0057 0.01190.0119 0.0210.021 2.092.09 비교재2Comparative Material 2 0.450.45 0.610.61 1.451.45 0.0140.014 0.0080.008 0.00550.0055 0.01180.0118 0.0280.028 2.152.15 비교재3Comparative Material 3 0.420.42 0.270.27 1.451.45 0.0110.011 0.0110.011 0.00600.0060 0.01100.0110 0.0290.029 1.831.83 비교재4Comparative Material 4 0.480.48 0.170.17 1.481.48 0.0120.012 0.0060.006 0.00380.0038 0.01480.0148 0.0190.019 3.893.89 비교재5Comparative Material 5 0.440.44 0.240.24 1.451.45 0.0100.010 0.0070.007 0.00770.0077 0.00870.0087 0.0200.020 1.131.13 비교재6Comparative Material 6 0.420.42 0.240.24 1.231.23 0.0100.010 0.0300.030 0.00770.0077 0.01700.0170 0.0200.020 2.212.21

  실시예No.Example No. BN밀도
(개/mm2)
BN density
(Pcs / mm 2 )
MnS면적분율
(%)
MnS area fraction
(%)
종횡비
(Aspect ratio)
Aspect ratio
(Aspect ratio)
BN 평균직경(㎛)BN Average Diameter (㎛) 공구마모깊이
(㎛)
Tool wear depth
(Μm)
열간 압연성Hot rollability 절삭성Machinability
발명재1Invention 1 120120 0.030.03 1.71.7 3.13.1 167167 OO OO 발명재2Invention 2 165165 0.010.01 1.71.7 2.92.9 187187 OO OO 발명재3Invention 3 143143 0.020.02 1.61.6 3.23.2 123123 OO OO 발명재4Invention 4 112112 0.020.02 1.41.4 3.33.3 165165 OO OO 발명재5Invention 5 172172 0.020.02 1.71.7 2.82.8 156156 OO OO 비교재1Comparative Material 1 123123 0.020.02 1.41.4 3.13.1 332332 OO XX 비교재2Comparative Material 2 125125 0.030.03 1.41.4 3.53.5 297297 OO XX 비교재3Comparative Material 3 123123 0.040.04 2.22.2 4.74.7 187187 XX OO 비교재4Comparative Material 4 7878 0.020.02 1.11.1 2.22.2 321321 OO XX 비교재5Comparative Material 5 6767 0.020.02 1.71.7 2.12.1 253253 OO XX 비교재6 Comparative Material 6 102102 0.110.11 1.91.9 5.55.5 273273 XX XX

상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 비교재 1은 탄소의 함량이 0.75 중량%로 본 발명에서 제시한 탄소의 함량 기준 상한선인 0.5 중량%를 초과한 것이다. 따라서, 열간 압연성은 기준치를 만족시킨 반면 지나친 경도 상승으로 인한 절삭후 공구 마모가 증가하여 절삭성이 기준치를 만족시키지 못함을 알 수 있다.As shown in Table 1 and Table 2, Comparative Material 1 is 0.75% by weight of carbon content exceeds the upper limit of 0.5% by weight based on the content of carbon presented in the present invention. Accordingly, it can be seen that the hot rolling property satisfies the reference value while the tool wear increases after cutting due to excessive hardness increase, and thus the machinability does not satisfy the reference value.

비교재 2 또한 Si의 함량이 0.61 중량%로 SiO2 산화물의 과다 생성 및 고용 강화에 의한 경도 상승으로 인해 공구 마모 깊이가 발명재 대비 크게 증가하였다. Comparative material 2 also had a Si content of 0.61% by weight, which greatly increased the wear depth of the tool due to excessive generation of SiO 2 oxide and increased hardness due to solid solution strengthening.

비교재 3의 경우에는, 본 발명에서 제시한 범위보다 유황(S)을 과다 함유하여 MnS의 생성에 의해 절삭성은 향상되었지만, 열간 압연성의 저하가 발생함을 알 수 있다.In the case of the comparative material 3, although the sulfur content (S) is contained more than the range shown by this invention, and machinability improved by production | generation of MnS, it turns out that the hot rolling property falls.

비교재 4는 본 발명에 제시한 기준보다 적은 양의 보론(B)을 함유하고 있으며, 따라서 단위 면적 당 BN 개수가 78개/mm2 로 본 발명에서 제시한 하한 기준인 100개/mm2 를 밑도는 것을 확인할 수 있다. N/B 비율이 증가하여 또한 BN으로 결합하지 못한 고용 N이 많아 짐에 따라 경도 또한 증가 할 수 있기 때문에 절삭성이 저하 된다. 뿐만 아니라 과잉의 고용N에 의해 연주 시 핀홀 등에 의한 표면흠 등도 발생하였다.Comparative material 4 contained less boron (B) than the standard set forth in the present invention, and therefore the number of BNs per unit area was 78 pieces / mm 2 , and the lower limit standard proposed by the present invention was 100 pieces / mm 2 . You can see that it is underfoot. The machinability decreases because the hardness can also increase as the N / B ratio increases and the number of solid solutions N not bonded to BN increases. In addition, excessive solid solution N caused surface defects due to pinholes and the like.

비교재 5는 반대로 N이 기준보다 적은 양을 함유하고 있으며 N/B 비율이 기준치보다 낮은 경우로, N과 결합 하지 못한 과잉의 고용 B가 절삭시에 점성에 의한 소착을 일으키게 되어 절삭성을 떨어뜨리는 악영향을 미치게 된다. 또한 N의 양이 적어 생성되는 BN 개수도 67개/mm2 로 작아, 절삭성 향상에 기여를 하지 못하게 된다.Comparative material 5, on the contrary, is a case where N contains less than the reference value and the N / B ratio is lower than the reference value. Excessive solid solution B, which cannot be combined with N, causes viscous sintering during cutting, thereby reducing machinability. Will adversely affect. In addition, the number of BNs produced due to the small amount of N is also small at 67 pieces / mm 2 , which does not contribute to the improvement of machinability.

비교재 6은 본발명에서 제시한 S 함량 기준보다 과다하게 첨가되었으며 이로 인해 연신된 MnS 분율이 많아지면서 이를 핵으로 하여 생성된 조대한 BN이 불균일하게 분포하여 열간 압연성과 절삭성이 모두 현저하게 저하되었다.Comparative material 6 was added in excess of the S content criterion suggested in the present invention, and as a result, the elongated MnS fraction was increased, and coarse BN produced as a nucleus was distributed unevenly, thereby significantly reducing both hot rolling and machinability. .

한편, 본 발명에 부합되는 발명재(1-5)의 경우에는 공구 마모깊이(공구수명), 열간 압연성 및 절삭성이 모두 우수함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the invention material (1-5) according to the present invention it can be seen that the tool wear depth (tool life), hot rolling and cutting properties are all excellent.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

100: CD Bar(Cold-Drawn)
200: 절삭 가공 공구
100: CD Bar (Cold-Drawn)
200: cutting tool

Claims (8)

중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8이고, 선재의 압연 방향 단면에서 MnS의 면적분율은 0.1%미만이고, 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100개 이상이며, BN의 평균 종횡비(aspect ratio)가 2.0 이하인 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강.
By weight%, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 to 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (0% ), B: 0.005 ~ 0.015%, N: 0.010 ~ 0.020%, Al: 0.05% or less (except 0%), remaining Fe and other unavoidable impurities, and the weight ratio of N / B is 1.3 ~ 2.8 In the rolling direction cross section of the wire rod, the area fraction of MnS is less than 0.1%, and there are 100 or more fine BN inclusions having a diameter of 5 μm or less per 1 mm 2 area, and the hot rolling property with an average aspect ratio of BN of 2.0 or less is excellent. Medium carbon free cutting steel.
제1항에 있어서, 상기 강의 Si의 함량이 0.01~0.3%이고, P의 함량이 0.001~0.015%이고, S의 함량이 0.001~0.008%이고, 그리고 Al의 함량이 0.01~0.05%인 것을 특징으로 하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강.
The method of claim 1, wherein the Si content of the steel is 0.01 to 0.3%, the P content is 0.001 to 0.015%, the S content is 0.001 to 0.008%, and the Al content is 0.01 to 0.05%. A medium-carbon free cutting steel with excellent hot rolling properties.
제1항에 있어서, 상기 직경 5μm 이하의 미세한 BN개재물이 1mm2 면적당 100~200개인 것을 특징으로 하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강.
The medium-carbon free cutting steel having excellent hot rolling property according to claim 1, wherein the fine BN inclusion having a diameter of 5 μm or less is 100 to 200 per 1 mm 2 area.
중량%로, C: 0.40~0.50%, Si: 0.3%이하(0%는 제외), Mn: 1.0~1.5%, P: 0.015%이하(0%는 제외), S: 0.008%이하(0%는 제외), B: 0.005~0.015%, N: 0.010~0.020%, Al:0.05% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, N/B의 중량 비율이 1.3~2.8인 용강을 블룸으로 주조하는 연속 주조 단계;
상기 블룸을 강편 압연하여 빌렛을 얻는 단계; 및
상기 빌렛을 가열로에서 가열하여 선재로 압연하는 선재압연 단계를 포함하고,
상기 연속 주조 단계는, 몰드 전자 교반장치(EMS)와 경압하 장치를 동시 구동하여 상기 용강을 연속 주조하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법.
By weight%, C: 0.40 to 0.50%, Si: 0.3% or less (excluding 0%), Mn: 1.0 to 1.5%, P: 0.015% or less (excluding 0%), S: 0.008% or less (0% ), B: 0.005 ~ 0.015%, N: 0.010 ~ 0.020%, Al: 0.05% or less (except 0%), remaining Fe and other unavoidable impurities, and the weight ratio of N / B is 1.3 ~ 2.8 A continuous casting step of casting phosphorus molten steel into bloom;
Rolling the bloom to obtain billets; And
A wire rod rolling step of heating the billet in a heating furnace and rolling the wire bill;
The continuous casting step is a method for producing a medium-carbon free-cutting steel excellent in hot rolling properties to continuously cast the molten steel by simultaneously driving a mold electronic stirring device (EMS) and a low pressure device.
제4항에 있어서, 상기 용강의 Si의 함량이 0.01~0.3%이고, P의 함량이 0.001~0.015%이고, S의 함량이 0.001~0.008%이고, 그리고 Al의 함량이 0.01~0.05%인 것을 특징으로 하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the content of Si in the molten steel is 0.01 to 0.3%, the content of P is 0.001 to 0.015%, the content of S is 0.001 to 0.008%, and the content of Al is 0.01 to 0.05% A method for producing a medium-carbon free cutting steel having excellent hot rolling property.
삭제delete 제4항에 있어서, 상기 강편압연 시에는 가열로에서 블룸을 1100℃이상의 온도로 3~5시간 유지하는 것을 특징으로 하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법.
The method for manufacturing medium-carbon free-cutting steel having excellent hot rolling property according to claim 4, wherein during the rolling of the steel sheet, a bloom is maintained at a temperature of 1100 ° C or more in a heating furnace for 3 to 5 hours.
제4항에 있어서, 상기 선재 압연시에는 가열로에서 빌렛을 1100~1200℃의 범위에서 2~5시간 유지하는 것을 특징으로 하는 열간 압연성이 우수한 중탄소 쾌삭강의 제조방법.The method for manufacturing a medium-carbon free cutting steel having excellent hot rolling property according to claim 4, wherein the billet is held for 2 to 5 hours in a heating furnace at the time of rolling the wire rod.
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