KR102147701B1 - Manufacturing method of high carbon steel wire having excellent torsional characteristics and strength - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 타이어코드 등에 적용가능한 고강도 강선 제조방법에 관한 것으로, 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선 제조방법을 개시한다.
개시되는 고탄소강 강소 제조방법의 일 실시예에 따르면 중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 선재를 제조하는 단계, 선재를 1차 신선하는 단계, 신선된 선재를 납조 열처리하는 단계 및 열처리된 선재를 2차 신선하는 단계를 포함하고, 상기 납조 열처리하는 단계는 목표온도 1000~1050℃까지 50~100℃/s의 승온속도로 가열한 후, 20초 이하 동안 유지하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.
The present specification relates to a method for manufacturing a high-strength steel wire applicable to a tire cord, and the like, and discloses a method for manufacturing a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength.
According to an embodiment of the disclosed high carbon steel steel manufacturing method, in weight %, C: 0.97 to 1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2 to 0.5%, Cr: 0.1 to 0.5%, B: 0.001 to 0.005% , Ti: 0.01~0.02%, N: 0.006% or less, P and S: 0.02% or less, manufacturing a wire rod containing the remaining Fe and other impurities, first drawing the wire rod, brazing heat treatment of the drawn wire rod And the step of secondary drawing the heat-treated wire rod, and the step of heat-treating the solder bath includes heating at a heating rate of 50 to 100°C/s to a target temperature of 1000 to 1050°C, and then maintaining the heat treatment for 20 seconds or less. Characterized in that.

Description

비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선의 제조방법 {Manufacturing method of high carbon steel wire having excellent torsional characteristics and strength}Manufacturing method of high carbon steel wire having excellent torsional characteristics and strength}

본 발명은 고탄소강 강선의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a high-carbon steel wire, and more particularly, to a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength, and a method of manufacturing the same.

통상적으로 타이어 카카스 및 벨트 부위에 보강재 등 타이어코드에 사용되는 강선은 다음과 같은 방법을 이용하여 제조된다. 탄소 강도가 공석-과공석 범위인 용강을 블룸으로 주조한다. 주조된 블룸을 압연하여 빌렛으로 제조하고, 이 빌렛을 가열로에서 균질화 처리하여 오스테나이트 단상으로 조직을 균질하게 한다. 그 후 선재 압연을 통해 5.0~6.0mm로 다운 사이징하며, 스텔모(stelmor) 냉각대 상에서 초석 페라이트 또는 초석 세멘타이트가 형성되지 않는 적정 속도로 냉각하여 전부 펄라이트 조직을 갖는 선재를 제조한다. 그 후 고객사에서 그 용도와 쓰임에 따라 신선하게 된다. 일반적으로 소재에 연성을 부여하는 열처리가 경우에 따라 1회, 통상적으로 2회 포함되며, 이외 건식 및 습식 신선을 통해 최종 강선이 얻어지며, 이후 동일 강선들을 꼬는 연선 작업이 추가적으로 포함된다.Typically, steel wires used for tire cords, such as reinforcement materials for tire carcasses and belts, are manufactured using the following method. Molten steel with a carbon strength in the eutectoid-overeutectoid range is cast into bloom. The cast bloom is rolled to form a billet, and the billet is homogenized in a heating furnace to homogenize the structure into a single phase of austenite. After that, the wire rod is downsized to 5.0 to 6.0 mm through rolling of the wire rod, and the wire rod is cooled at an appropriate speed at which no cornerstone ferrite or cornerstone cementite is formed on a stellmor cooling table, thereby manufacturing a wire rod having a pearlite structure. After that, it becomes fresh according to its use and use by the customer. In general, the heat treatment that imparts ductility to the material is included once, usually twice, in some cases, and a final steel wire is obtained through dry and wet wire drawing, and a twisted wire work is additionally included after twisting the same steel wires.

타이어코드에 쓰이는 강선은 우수한 강도 및 비틀림 특성이 요구된다. 이는 타이어코드가 고강도화됨에 따라 코드 구조가 단순해지고, 이로 인해 보강재 경량화 외 타이어 자체 경량화가 가능하기 때문이다. 다른 요구 특성으로 우수한 비틀림 특성이 있는데, 이는 최종제품의 제조를 위해 신선재를 꼬는 연선 공정시 딜라미네이션이 발생하지 않고, 비틀림 횟수가 높아야 단선이 발생하지 않기 때문이다. Steel wires used in tire cords are required to have excellent strength and torsional properties. This is because, as the tire cord becomes high-strength, the cord structure becomes simple, and this makes it possible to reduce the weight of the tire itself in addition to the weight of the reinforcement. As another required characteristic, there is an excellent twisting characteristic, because delamination does not occur during the twisting process of twisting wires for the manufacture of the final product, and disconnection does not occur when the number of twisting is high.

강선의 고강도화를 위해서 통상적으로 1) C, Cr, Si첨가 또는 합금량 증가를 통한 선재 또는 열처리재 강도 증가 및 신선가공량 고정, 2) 합금량 고정 및 신선가공량 증가, 3) 합금량 증가 및 신선가공량 증가 등과 같은 방법이 사용된다. 현재까지는 주로 1) C, Cr 등 합금원소 증량을 통한 고강도화가 진행되어 왔다. In order to increase the strength of the steel wire, 1) the strength of the wire or heat treatment material is increased and the amount of wire drawn is fixed, 2) the amount of alloy is fixed and the amount of wire drawn is increased, 3) the amount of alloy is increased and Methods such as increasing the amount of wire drawn are used. Up to now, the high strength has been mainly performed through 1) increasing alloying elements such as C and Cr.

강선의 고강도화를 위한 합금원소 중 C는 타 원소에 비해 미량을 첨가하더라도 강도를 크게 향상시킬 수 있는 원소이며, 0.1중량% 첨가시 인장강도 100 MPa 수준 증가하는 것으로 알려져 있다. Among the alloying elements for strengthening the steel wire, C is an element that can greatly improve the strength even if a small amount is added compared to other elements, and it is known that the tensile strength increases by 100 MPa when 0.1% by weight is added.

그러나, C함량이 0.97중량%를 초과하는 과공석강의 경우 초석 세멘타이트 등의 입계가 형성되고, 세멘타이트 두께가 증가하며, 펄라이트 층간간격의 미세화가 잘 진행되지 않는다. 이처럼 과공석강에서는 변형을 하지 않는 세멘타이트 분율 및 두께가 증가하기 때문에 강선의 인장강도의 증가율이 감소하며, 신선 가공 시 페라이트와 세멘타이트 계면에 균열(Void)이 발생하는 문제점이 있다.However, in the case of a hypereutectic steel having a C content of more than 0.97% by weight, grain boundaries such as cornerstone cementite are formed, the cementite thickness increases, and the fineness of the pearlite interlayer spacing does not proceed well. In this way, since the cementite fraction and thickness that does not deform in hypereutectoid steel increases, the increase rate of the tensile strength of the steel wire decreases, and there is a problem that a void occurs at the interface between ferrite and cementite during wire drawing.

한국특허등록공보 제10-1767821호 (공고일자: 2017년08월14일)Korean Patent Registration Publication No. 10-1767821 (Notification date: August 14, 2017)

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 신선 가공 시 페라이트와 세멘타이트 계면에 형성되는 균열을 억제하여, 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention is to provide a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength by suppressing cracks formed at the interface between ferrite and cementite during wire drawing, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 고탄소강 강선의 제조방법은 중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 선재를 제조하는 단계, 상기 선재를 1차 신선하는 단계, 상기 신선된 선재를 납조 열처리하는 단계 및 상기 열처리된 선재를 2차 신선하는 단계를 포함하고, 상기 납조 열처리하는 단계는 목표온도 1000~1050℃까지 50~100℃/s의 승온속도로 가열한 후, 20초 이하 동안 유지하여 열처리한다.The manufacturing method of the high carbon steel wire according to an embodiment of the present invention is in weight %, C: 0.97 to 1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2 to 0.5%, Cr: 0.1 to 0.5%, B: 0.001 to 0.005%, Ti: 0.01 ~ 0.02%, N: 0.006% or less, P and S: 0.02% or less, preparing a wire rod containing the remaining Fe and other impurities, the first drawing of the wire rod, the drawn Including the step of soldering the wire rod and secondary drawing the heat-treated wire rod, and the step of performing the soldering bath heat treatment is performed at a heating rate of 50 to 100°C/s to a target temperature of 1000 to 1050°C, followed by 20 seconds. Heat treatment by holding for the following.

또한, 상기 1차 신선하는 단계는 총 감면율 65~75%까지 건식 신선할 수 있다.In addition, the first drawing may be dry fresh up to 65-75% of the total reduction rate.

또한, 상기 2차 신선하는 단계는 총 감면율 97~98%까지 습식 신선할 수 있다.In addition, the secondary drawing may be wet fresh up to 97-98% of the total reduction rate.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고탄소강 강선은 중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 60회 이상이다.The high carbon steel wire according to another embodiment of the present invention is by weight %, C: 0.97 to 1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2 to 0.5%, Cr: 0.1 to 0.5%, B: 0.001 to 0.005% , Ti: 0.01~0.02%, N: 0.006% or less, P and S: 0.02% or less, contains Fe and other impurities, and the number of twists is more than 60 times when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied.

또한, 인장강도는 4300MPa 이상일 수 있다.In addition, the tensile strength may be 4300 MPa or more.

또한, 상기 하중에 따라 비틀린 이후의 균열수가 100㎛2 당 5개 이하일 수 있다.In addition, the number of cracks after twisting according to the load may be 5 or less per 100 μm 2 .

본 발명의 실시예에 따르면, 납조 열처리 시 고온가열로의 승온속도 향상 및 유지시간 감소를 통해 펄라이트 노듈의 크기를 감소시켜, 신선중 발생하는 균열을 억제할 수 있다. 그 결과, 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the size of the pearlite nodule can be reduced by improving the heating rate of the high-temperature heating furnace and reducing the holding time during the solder bath heat treatment, thereby suppressing cracks occurring during wire drawing. As a result, it is possible to provide a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific examples. So, for example, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly has to be singular. In addition, terms such as "include" or "include" used in the present application are used to clearly refer to the existence of features, steps, functions, components or combinations thereof described in the specification, but other features It should be noted that it is not used to preliminarily exclude the presence of elements, steps, functions, components, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used in this specification should be viewed as having the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Therefore, unless clearly defined in the specification, specific terms should not be interpreted in an excessively ideal or formal sense. For example, in the present specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly has exceptions.

또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.In addition, "about", "substantially" and the like in the present specification are used at or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances specific to the stated meaning are presented, and are accurate to aid understanding of the present invention. Or absolute figures are used to prevent unfair use of the stated disclosure by unconscionable infringers.

타이어 코드 등에 사용되는 강선은 우수한 비틀림 특성 및 강도가 요구된다. 강도를 향상시키기 위하여 1) C, Cr, Si첨가 또는 합금량 증가를 통한 선재 또는 열처리재 강도 증가 및 신선가공량 고정, 2) 합금량 고정 및 신선가공량 증가, 3) 합금량 증가 및 신선가공량 증가 등 다양한 방법이 존재했다. 그 중 주로 이용되는 1) C, Cr을 첨가하는 방법의 경우 탄소 함량이 증가함에 따라 초석 세멘타이트 등의 입계가 형성되며, 세멘타이트 두께가 증가하고, 펄라이트 층간간격의 미세화가 잘 진행되지 않아 신선 가공 시 페라이트와 세멘타이트 계면에 균열(Void)이 발생하는 문제점이 있다.Steel wires used in tire cords and the like are required to have excellent torsional properties and strength. In order to improve the strength, 1) increase the strength of wire rod or heat treatment material and fix the wire cutting amount by adding C, Cr, Si or increasing the amount of alloy, 2) fixing the amount of alloy and increasing the amount of wire drawing, 3) increasing the amount of alloy and wire drawing There were various methods such as increasing the amount. In the case of adding 1) C and Cr, which are mainly used, grain boundaries such as cornerstone cementite are formed as the carbon content increases, the cementite thickness increases, and the fineness of the pearlite interlayer spacing does not proceed well. During processing, there is a problem that a void occurs at the interface between ferrite and cementite.

본 발명에서는 납조 열처리 시 고온가열로의 승온속도 향상 및 유지시간 감소를 통해 펄라이트 노듈의 크기를 감소시켜, 신선 시에 발생하는 균열을 억제할 수 있으므로, 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선을 제공할 수 있다.In the present invention, the size of the pearlite nodule can be reduced by improving the heating rate of the high-temperature heating furnace during the soldering process and reducing the holding time, thereby suppressing cracks that occur during drawing, thus providing a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength. can do.

본 발명의 일 실시예에 따른 비틀림 특성 및 강도가 우수한 강선은 중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함한다.The steel wire having excellent torsional properties and strength according to an embodiment of the present invention is weight %, C: 0.97 to 1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2 to 0.5%, Cr: 0.1 to 0.5%, B: 0.001 ~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N: 0.006% or less, P and S: 0.02% or less, and the remaining Fe and other impurities are included.

이하에서는 본 발명 실시예에서의 합금성분 원소 함량의 수치한정 이유에 대하여 설명한다. 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%으로 해석될 수 있다.Hereinafter, the reason for the numerical limitation of the content of the alloy component element in the examples of the present invention will be described. Unless otherwise stated, units can be interpreted as weight percent.

탄소(C): 0.97~1.12중량%Carbon (C): 0.97 to 1.12% by weight

C는 강도를 확보하기 위한 주요 원소로 치환형 원소인 C는 주로 세멘타이트로 존재한다. C 함량 증가 시 세멘타이트 분율은 증가하며, 강도 또한 증가하는 것으로 알려져 있으며, 0.1% 증가 시 100 MPa의 강도가 증가한다. C는 0.97% 미만일 경우 본 발명 목표 강도를 달성하기 어려우며, C 함량이 1.12% 초과인 경우에는 중심 편석의 형성으로 인한 신선성 악화 문제나 초석 세멘타이트의 입계 형성 등의 문제로 인해 취성 파괴가 일어날 수 있다. 따라서, C의 함량은 0.97~1.12%로 정하는 것이 바람직하다. C is the main element for securing strength, and C, which is a substitutional element, mainly exists as cementite. When the C content is increased, the cementite fraction increases and the strength is known to increase. When the C content is increased, the strength of 100 MPa increases. When C is less than 0.97%, it is difficult to achieve the target strength of the present invention, and when C content is more than 1.12%, brittle fracture occurs due to problems such as deterioration of freshness due to the formation of central segregation or grain boundary formation of cornerstone cementite. I can. Therefore, the content of C is preferably set to 0.97 to 1.12%.

규소(Si): 0.1 중량% 이하Silicon (Si): 0.1% by weight or less

Si는 페라이트 고용강화 원소로서 페라이트 내에 고용되며, 펄라이트에서는 페라이트 내 및 세멘타이트와 페라이트 계면에 편석되는 원소이다. Si은 함량이 0.1% 증가 시 인장강도를 14~16MPa 증가시키지만, 페라이트 경화에 따른 신선성 악화로 신선 가공량이 많이 부여되는 강선에는 부적합하다. 따라서, Si 함량이 0.1% 초과인 경우 신선 가공이 어렵기 때문에 0.1% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.Si is a solid solution strengthening element of ferrite and is dissolved in ferrite, and in pearlite, it is an element segregating in ferrite and at the interface between cementite and ferrite. When the Si content is increased by 0.1%, the tensile strength is increased by 14 to 16 MPa, but it is unsuitable for steel wires in which a large amount of wire drawing is given due to deterioration of the drawability due to hardening of ferrite. Therefore, when the Si content is more than 0.1%, it is preferable to control it to 0.1% or less because wire drawing is difficult.

크롬(Cr): 0.1~0.5 중량% Chrome (Cr): 0.1 to 0.5% by weight

Cr은 페라이트 안정화 원소이며 강도를 크게 증가시킨다. 또한, 세멘타이트 내 일반형자리(general site)에 쉽게 위치할 수 있는 치환형 원소이기 때문에 Fe와 쉽게 치환되어 세멘타이트 두께를 미세화시켜 가공경화율을 향상시키는 역할을 한다. 상기 효과를 위해, Cr의 함량은 0.1%이상인 것이 바람직하다. 다만, 0.5%를 초과하는 경우에는 변태 노즈가 지연되고, 조대한 크롬탄화물이 형성되어 생산성을 저하시키기 때문에 그 이하로 하는 것이 바람직하다. 따라서, Cr 함량은 0.1~0.5%로 제어하는 것이 바람직하다.Cr is a ferrite stabilizing element and greatly increases its strength. In addition, since it is a substitutional element that can be easily located at a general site in cementite, it is easily substituted with Fe, thereby minimizing the thickness of cementite and improving the work hardening rate. For the above effect, the content of Cr is preferably 0.1% or more. However, when it exceeds 0.5%, the transformation nose is delayed, and coarse chromium carbide is formed to lower productivity, so it is preferable to be less than that. Therefore, it is preferable to control the Cr content to 0.1 to 0.5%.

망간(Mn): 0.2~0.5 중량%Manganese (Mn): 0.2 to 0.5% by weight

Mn은 오스테나이트 안정화 원소이며, 주로 열처리 시 소입성을 확보하거나 강도를 증가시키기 위해 첨가한다. 0.2% 미만 첨가 시 소입성 확보가 어렵고, 0.5 % 초과 시 중심 편석에 의한 가공 중 단선 발생이 쉽기 때문에 그 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, Mn 함량은 0.2~0.5%로 제어하는 것이 바람직하다.Mn is an austenite stabilizing element, and is mainly added to secure hardenability or increase strength during heat treatment. If less than 0.2% is added, it is difficult to secure hardenability, and if it is more than 0.5%, disconnection during processing due to central segregation is likely to occur, so it is preferable to add less than that. Therefore, it is preferable to control the Mn content to 0.2 to 0.5%.

붕소(B) : 0.001~0.005 중량%Boron (B): 0.001 to 0.005% by weight

외부로의 C 확산은 농도 평행을 유지하기 위해 자연적으로 발생하는 것으로 입계 페라이트가 오스테나이트 계면 등을 따라 형성되면 최종 습식 신선 중에 단선을 유발하거나 또는 비틀림 응력을 인가 시 길이 방향으로 균열이 전파되는 딜라미네이션을 발생할 수 있다. C diffusion to the outside occurs naturally in order to maintain concentration parallelism.If intergranular ferrite is formed along the austenite interface, it causes disconnection during the final wet drawing, or cracks propagate in the longitudinal direction when torsional stress is applied. Lamination can occur.

본 발명에서 B는 오스테나이트 계면에 존재하여 열처리 시에 발생하는 입계 페라이트 형성을 억제하는 역할을 한다. 첨가량이 0.001% 이하이면 첨가에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 0.005% 초과 첨가시 입계에 보론계 질화물의 석출로 인해 입계 강도를 저하시켜 열간가공성을 저하시킬 수 있다. 따라서, B 함량은 0.001~0.005%으로 제어하는 것이 바람직하다.In the present invention, B exists at the austenite interface and serves to suppress the formation of intergranular ferrite that occurs during heat treatment. If the addition amount is less than 0.001%, the effect of the addition cannot be expected, and when the addition amount exceeds 0.005%, the grain boundary strength may be lowered due to precipitation of boron-based nitride at the grain boundary, thereby reducing hot workability. Therefore, it is preferable to control the B content to 0.001 to 0.005%.

타이타늄 (Ti): 0.01~0.02 중량%Titanium (Ti): 0.01~0.02% by weight

Ti는 N과 결합력이 좋은 원소로 보론계 질화물의 형성을 억제하므로, Ti를 첨가하여 B가 고용(soluble) 상태로 존재할 수 있도록 도와 경화능 향상의 효과를 얻을 수 있다. 첨가량이 0.01% 미만이면 첨가에 따른 효과가 미흡하며, 0.02%를 초과하면 조대한 질화물을 형성해 기계적 물성을 저해할 수 있다. 따라서, Ti 함량은 0.01~0.02%로 제어하는 것이 바람직하다.Ti is an element having good bonding strength with N and suppresses the formation of boron-based nitride, so that by adding Ti, B can exist in a soluble state, thereby improving the hardenability. If the amount is less than 0.01%, the effect of the addition is insufficient, and if it exceeds 0.02%, a coarse nitride may be formed and mechanical properties may be hindered. Therefore, it is preferable to control the Ti content to 0.01 to 0.02%.

질소(N) : 0.006 중량% 이하Nitrogen (N): 0.006% by weight or less

N은 신선 중 페라이트 기지에 형성된 전위에 고착되어 시효경화를 유발시키는 원소일 뿐 아니라, 과포함 시에는 B 첨가강에서 BN을 입내에 형성시켜 B의 효과를 억제시킨다. 따라서, N 함량은 0.006% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.N is an element that causes age hardening by being fixed to the dislocations formed in the ferrite matrix during wire drawing, and when excessively contained, BN is formed in the mouth in the B-added steel to suppress the effect of B. Therefore, it is preferable to control the N content to 0.006% or less.

인(P) 및 황(S): 0.02 중량% 이하Phosphorus (P) and sulfur (S): 0.02% by weight or less

P 및 S는 불순물로 그 함량이 낮을수록 좋으나, 너무 극한으로 제한할 경우 제강 공정에서 불순물 제거에 대한 비용이 증가한다. 또한, 상기 P와 S는 그 함량이 증가할 경우 소재의 연성이 감소하고 신선 가공성이 저하된다. 따라서, 상기 P, S의 함량은 통상적으로 그 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 P 및 S의 상한을 0.02%로 제어하는 것이 바람직하다.P and S are impurities, and the lower the content is, the better, but if the content is too limited, the cost for removing impurities in the steelmaking process increases. In addition, when the content of P and S increases, the ductility of the material decreases, and the wire drawability decreases. Therefore, it is important to manage the upper limit of the content of P and S in general. In the present invention, it is preferable to control the upper limit of P and S to 0.02%.

상술한 합금조성으로 제조되는 본 발명의 강선은 인장강도가 4300MPa 이상일 수 있다. The steel wire of the present invention manufactured with the above alloy composition may have a tensile strength of 4300 MPa or more.

또한, 본 발명의 강선은 150℃에서 1시간 유지 후 200D(D:제품직경) 기준으로 인장강도*단면적*0.008의 하중을 인가하는 경우 비틀림 횟수가 60회 이상일 수 있으며, 이때 딜라미네이션이 발생하지 않을 수 있다.In addition, in the case of applying a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 based on 200D (D: product diameter) after maintaining the steel wire at 150° C. for 1 hour, the number of twists may be 60 or more, and at this time, delamination does not occur. May not.

또한, 본 발명의 강선은 상기 인가된 하중에 따라 비틀린 이후의 균열수가 100㎛2 당 5개 이하일 수 있다. In addition, the number of cracks after twisting according to the applied load may be 5 or less per 100 μm 2 of the steel wire of the present invention.

이하, 본 발명의 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a high-carbon steel wire having excellent torsional properties and strength of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 강선의 제조방법은 중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물(이하, '성분계'라고 한다.)을 포함하는 선재를 제조하는 단계, 상기 선재를 1차 신선하는 단계, 상기 신선된 선재를 납조 열처리하는 단계 및 상기 열처리된 선재를 2차 신선하는 단계를 포함하고, 상기 납조 열처리하는 단계는 목표온도 1000~1050℃까지 50~100℃/s의 승온속도로 가열한 후, 20초 이하 동안 유지하여 열처리하는 것을 특징으로 한다. 이하에서는 각 제조단계에 대하여 설명한다.The manufacturing method of the steel wire according to an embodiment of the present invention is in weight %, C: 0.97 to 1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2 to 0.5%, Cr: 0.1 to 0.5%, B: 0.001 to 0.005% , Ti: 0.01 to 0.02%, N: 0.006% or less, P and S: 0.02% or less, preparing a wire rod containing the remaining Fe and other impurities (hereinafter referred to as'component system'), the wire rod 1 The step of primary drawing, the step of soldering the drawn wire rod, and the step of secondary drawing the heat-treated wire rod, and the step of performing the soldering bath heat treatment is a temperature increase of 50 to 100°C/s to a target temperature of 1000 to 1050°C. After heating at a speed, it is characterized in that heat treatment is performed by holding for 20 seconds or less. Hereinafter, each manufacturing step will be described.

선재를 제조하는 단계Steps of manufacturing wire rod

상기 성분계를 만족하는 용강을 블룸으로 주조한 다음, 압연하여 빌렛으로 제조할 수 있다. 그 다음 빌렛을 1000~1100℃로 가열한다. 상기 온도범위에서 가열함으로써, 오스테나이트 단상을 유지하고 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 가열온도가 1000℃ 미만인 경우에는 가열에 의한 상술한 효과를 얻기 어렵다. 반면에, 1100℃를 초과하는 경우에는 스케일 생성 및 탈탄 현상이 심해져 표면 품질이 열위하게 되는 문제가 있다.The molten steel that satisfies the above component system can be cast into a bloom, and then rolled to produce a billet. The billet is then heated to 1000-1100℃. By heating in the above temperature range, it is possible to maintain a single phase of austenite, prevent coarsening of austenite grains, and effectively dissolve remaining segregation, carbides and inclusions. When the heating temperature is less than 1000°C, it is difficult to obtain the above-described effect by heating. On the other hand, when it exceeds 1100°C, there is a problem that the surface quality is inferior due to severe scale generation and decarburization.

상기와 같이 가열된 빌렛을 열간압연하여 선재를 제조한다. 상기 열간압연을 950℃ 미만에서 수행하는 경우 압연부하가 커져 압연롤이 파손될 우려가 있다. 또한, 열간압연의 온도가 1050℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대하여 목표로 하는 강도의 확보가 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 열간압연은 950~1050℃에서 수행되도록 제어되는 것이 바람직하다. 상기 선재 압연 이후에는 통상적인 수냉의 방법을 통하여 후속하는 권취 공정을 위한 온도범위까지 냉각하는 것이 바람직하다.A wire rod is manufactured by hot rolling the heated billet as described above. When the hot rolling is performed at less than 950°C, there is a concern that the rolling load is increased and the rolling roll may be damaged. In addition, when the temperature of hot rolling exceeds 1050°C, there is a problem that the austenite grains are coarse, making it difficult to secure the target strength. Therefore, it is preferable that the hot rolling is controlled to be performed at 950 to 1050°C. After the wire rod rolling, it is preferable to cool to a temperature range for a subsequent winding process through a conventional water cooling method.

상술한 바에 따라 제조된 선재에 대해서 권취 및 냉각 공정을 거쳐 최종적으로 목표로 하는 물성을 갖는 선재를 제조하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 권취 공정은 890~910℃의 온도범위에서 수행할 수 있다. 여기서 권취온도는 선재 표면의 온도를 기준으로 한다. It is preferable to manufacture a wire rod having target physical properties through a winding and cooling process for the wire rod manufactured as described above. In the present invention, the winding process may be performed in a temperature range of 890 to 910°C. Here, the winding temperature is based on the temperature of the wire surface.

상기 권취 공정을 완료한 후에는 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이때 권취된 선재 표면의 온도 890~910℃에서, Ae1온도(약 730℃)까지 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각 공정은 균질한 조직을 확보하기 위하여 스텔모에서 행해질 수 있으며, 20~25℃/초의 냉각속도로 행하는 것이 바람직하다. 상기 냉각속도가 20℃/초 미만인 경우에는 초석 세멘타이트 및 펄라이트가 형성되는 문제가 있으며, 25℃/초를 초과하는 경우에는 스텔모 상에서 불가능하다.After completing the winding process, a cooling process may be performed. At this time, it is preferable to cool down to A e1 temperature (about 730°C) at a temperature of 890 to 910°C on the surface of the wound wire. The cooling process may be performed in a stell to ensure a homogeneous structure, and is preferably performed at a cooling rate of 20 to 25°C/sec. When the cooling rate is less than 20° C./sec, there is a problem that cornerstone cementite and pearlite are formed, and when it exceeds 25° C./sec, it is impossible on the stell.

상술한 제조과정으로 얻은 선재는 인장강도가 1350MPa 이상, 단면 수축률은 28% 이상일 수 있다.The wire rod obtained by the above-described manufacturing process may have a tensile strength of 1350 MPa or more and a cross-sectional shrinkage of 28% or more.

선재를 1차 신선하는 단계The step of first drawing the wire rod

상술한 바와 같이 빌렛을 가열, 열간압연, 권취, 냉각하여 선재를 제조한 다음 산세 등 디스케일링 처리한 후, 1차 신선할 수 있다. 1차 신선은 건식 신선으로 신선기를 이용하여 총 감면율 65~75%까지 수행될 수 있다. As described above, the billet is heated, hot-rolled, wound, and cooled to produce a wire rod, followed by descaling treatment such as pickling, and then first drawing. The primary drawing is dry drawing and can be performed up to a total reduction rate of 65 to 75% using a drawing machine.

신선된 선재를 납조 열처리하는 단계Leading heat treatment of the drawn wire rod

1차 신선된 선재를 납조 열처리할 수 있다. 납조 열처리는 목표온도 1000~1050℃까지 50~100℃/s의 승온속도로 고온가열한 다음, 20초 이하의 짧은 시간 동안 유지한 후 560~600℃의 납조에 20초 동안 침지하여 수행될 수 있다. The primary wire rod can be heat treated by soldering. The soldering bath heat treatment can be performed by high-temperature heating to a target temperature of 1000 to 1050°C at a heating rate of 50 to 100°C/s, then holding for a short time of 20 seconds or less, and immersing in a soldering bath at 560 to 600°C for 20 seconds. have.

상기 납조 열처리 단계로 열처리된 선재의 미세조직인 펄라이트 노듈의 크기를 15㎛ 이하로 제어할 수 있다. 펄라이트 노듈의 크기가 15㎛ 이하로 제어된 결과, 입도 미세화에 의하여 습식 신선 시에 페라이트와 세멘타이트 계면에 형성되는 균열의 전파가 억제되므로, 습식 신선 후에 얻어지는 최종 목적의 고탄소강 강선은 인장강도, 비틀림, 딜라미네이션 발생 여부, 비틀린 이후의 균열수의 특성이 우수하다.The size of the pearlite nodule, which is the microstructure of the wire rod heat-treated by the solder bath heat treatment step, may be controlled to be 15 μm or less. As a result of controlling the size of the pearlite nodule to 15㎛ or less, the propagation of cracks formed at the interface between ferrite and cementite during wet drawing is suppressed by finer particle size. It has excellent characteristics of twisting, delamination occurrence, and number of cracks after twisting.

한편, 승온속도는 50~100℃/s인 것이 바람직하다. 승온속도가 50℃/s 미달인 경우에는 열처리선의 펄라이트 노듈의 크기를 충분히 작게 제어할 수 없으며, 100℃/s 초과하도록 고온가열하는 것은 설비상 제한된다. On the other hand, it is preferable that the heating rate is 50 to 100°C/s. If the heating rate is less than 50°C/s, the size of the pearlite nodule of the heat treatment line cannot be controlled sufficiently small, and high-temperature heating to exceed 100°C/s is restricted due to equipment.

목표온도 1000~1050℃에서의 유지시간은 20초 이하의 짧은 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 20초를 초과하는 경우에는 펄라이트 노듈의 크기를 충분히 작게 제어할 수 없다.The holding time at the target temperature of 1000 to 1050°C is preferably set to a short time of 20 seconds or less. If it exceeds 20 seconds, the size of the pearlite nodule cannot be controlled sufficiently small.

상술한 신선선을 납조 열처리하여 얻어지는 열처리선은 미세조직으로 펄라이트 기지조직을 포함하며, 본 발명에서 상기 펄라이트 노듈의 크기는 15㎛ 이하로 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 열처리선은 단면 수축률이 45% 이상일 수 있다.The heat treatment wire obtained by brazing heat treatment of the wire described above includes a pearlite matrix structure as a microstructure, and the size of the pearlite nodule in the present invention is preferably controlled to 15 μm or less. In addition, the heat treatment line may have a cross-sectional shrinkage of 45% or more.

열처리된 선재를 2차 신선하는 단계Secondary drawing of the heat-treated wire rod

납조 열처리된 선재를 2차 신선하여 최종 산물인 고탄소강 강선을 얻을 수 있다. 2차 신선은 습식 신선으로 신선기를 이용하여 총 감면율 97~98%까지 수행될 수 있다. 최종 신선 공정인 2차 신선한 후 신선에 의해 내부에 형성된 내부 응력을 제거하기 위하여 150℃에서 1시간 유지하는 열처리 공정을 더 포함할 수 있다.The wire rod subjected to brazing heat treatment is secondarily drawn to obtain the final product, high carbon steel wire. Secondary drawing is wet drawing and can be performed up to 97-98% of total reduction rate using a drawing machine. The final drawing process may further include a heat treatment process maintained at 150° C. for 1 hour in order to remove internal stress formed therein by the second fresh drawing.

2차 신선으로 얻어지는 최종 산물인 고탄소강 강선은 인장강도가 4300MPa 이상일 수 있다. The high carbon steel wire, which is the final product obtained by secondary wire drawing, may have a tensile strength of 4300 MPa or more.

또한, 강선은 150℃에서 1시간 유지 후 200D(D:제품직경) 기준으로 인장강도*단면적*0.008의 하중을 인가하는 경우 비틀림 횟수가 60회 이상일 수 있으며, 이때 딜라미네이션이 발생하지 않을 수 있다.In addition, when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied based on 200D (D: product diameter) after maintaining at 150℃ for 1 hour, the number of twists may be more than 60 times, and delamination may not occur at this time. .

또한, 본 발명의 강선은 상기 인가된 하중으로 비틀린 이후의 균열수가 100㎛2 당 5개 이하일 수 있다. In addition, the number of cracks after twisting with the applied load may be 5 or less per 100 μm 2 of the steel wire of the present invention.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the technical idea of the present invention is not limited to the following examples.

{실시예}{Example}

이하의 각 발명예 및 비교예의 강선은 선재를 제조하는 단계, 선재를 1차 신선하는 단계, 신선된 선재를 납조 열처리하는 단계, 열처리된 선재를 2차 신선하는 단계로서 순차적으로 제조되었다. The steel wires of each of the following invention examples and comparative examples were sequentially manufactured as a step of manufacturing a wire rod, a step of first drawing the wire rod, a step of brazing heat treatment of the drawn wire rod, and a step of secondary drawing the heat-treated wire rod.

각 발명예 및 비교예의 강선의 제조과정에 있어서, 납조 열처리는 이하의 표 2와 같이, 고온가열로에서 승온속도 및 유지시간 조건이 상이하다. 그 외의 제조과정은 모두 동일한 조건에서 수행되었다. In the manufacturing process of the steel wires of each of the invention examples and comparative examples, as shown in Table 2 below, in the solder bath heat treatment, the temperature increase rate and the holding time conditions are different in the high-temperature heating furnace. All other manufacturing processes were performed under the same conditions.

하기 표 1에 나타낸 성분조성을 갖는 용강을 이하의 제조과정을 통하여 선재로 제조하였다. 구체적으로, 표 1의 합금조성을 갖는 용강을 주조하여 빌렛을 얻은 뒤, 상기 빌렛을 1000℃ 이상 온도에서 90분 유지하여 오스테나이징하고, 900℃ 이상에서 열간압연하였으며, 수냉존 통과후 권취기(Laying head, L/H)에서 900℃에서 권취한 후, Ae1온도(약 730℃)까지 24℃/s로 냉각하여, 각 선재를 제조하였다. 이후 상온에서 7일 강제 시효시킨 후 각 선재의 인장강도(TS) 및 단면감소율(RA)를 측정하여 표 1에 기재하였다.The molten steel having the component composition shown in Table 1 below was manufactured as a wire rod through the following manufacturing process. Specifically, after casting molten steel having the alloy composition of Table 1 to obtain a billet, the billet was maintained at a temperature of 1000°C or higher for 90 minutes to austenize, hot-rolled at 900°C or higher, and after passing through a water cooling zone, a winder ( Laying head, L/H) after winding at 900°C, cooling at 24°C/s to A e1 temperature (about 730°C), each wire was manufactured. After forced aging at room temperature for 7 days, the tensile strength (TS) and section reduction rate (RA) of each wire were measured and described in Table 1.

 구분division 중량 (wt.%)Weight (wt.%) 선재Wire CC SiSi CrCr MnMn BB TiTi NN PP SS TS
(MPa)
TS
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
비교예1Comparative Example 1 1.121.12 0.090.09 0.220.22 0.320.32 0.0020.002 0.0180.018 0.0060.006 0.0150.015 0.0130.013 14501450 2727 비교예2Comparative Example 2 1.021.02 0.080.08 0.210.21 0.330.33 0.0020.002 0.020.02 0.0050.005 0.0120.012 0.0110.011 14121412 2828 비교예3Comparative Example 3 0.970.97 0.100.10 0.230.23 0.310.31 0.0020.002 0.010.01 0.0050.005 0.0090.009 0.0140.014 13801380 3131 발명예1Invention Example 1 1.121.12 0.090.09 0.220.22 0.320.32 0.0020.002 0.0180.018 0.0060.006 0.0150.015 0.0130.013 14481448 2828 발명예2Inventive Example 2 1.021.02 0.080.08 0.210.21 0.330.33 0.0020.002 0.020.02 0.0050.005 0.0120.012 0.0110.011 14211421 2929 발명예3Invention Example 3 0.970.97 0.100.10 0.230.23 0.310.31 0.0020.002 0.010.01 0.0050.005 0.0090.009 0.0140.014 13881388 3030

표 1에서 각 발명예 및 비교예 선재의 성분조성은 탄소(C)를 제외한 규소(Si), 크롬(Cr) 등의 합금량은 거의 유사하며, 탄소(C)는 0.97~1.12%까지 증가시켰다. 각 발명예 및 비교예의 선재 인장강도(TS)는 탄소함량이 증가하면서 1380MPa 이상(최대 1450 MPa)으로 증가하며, 단면 수축률(RA)는 28% 이상인 것을 표 1를 통해 확인할 수 있다. In Table 1, the composition of the wire rods of each of the invention examples and comparative examples was almost the same in the amount of alloys such as silicon (Si) and chromium (Cr) excluding carbon (C), and the carbon (C) was increased to 0.97 to 1.12%. . It can be seen from Table 1 that the tensile strength (TS) of the wire rod of each of the invention examples and comparative examples increases to 1380 MPa or more (maximum 1450 MPa) as the carbon content increases, and that the cross-sectional shrinkage ratio (RA) is 28% or more.

표 1의 각 선재를 디스케일링하고 1차 신선(건식 신선)한 후, 납조 열처리를 하였다. 아래의 표 2에서 신선선은 1차 신선된 선재를 의미하며, 열처리선은 상기 신선된 선재를 납조 열처리한 선재를 의미한다. 납조 열처리 조건과 신선선 및 열처리선의 인장강도(TS), 단면 수축률(RA)의 측정 결과를 아래 표 2에 기재하였다.Each wire rod in Table 1 was descaled and first drawn (dry drawing), and then solder bath heat treatment was performed. In Table 2 below, a wire wire means a wire rod that has been drawn first, and a heat treatment wire means a wire rod obtained by brazing heat treatment of the wire rod. Table 2 below shows the results of the solder bath heat treatment conditions, tensile strength (TS), and cross-sectional shrinkage (RA) of the wires and wires.

이하의 표 2에서 측정된 펄라이트 노듈의 크기는 EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 장비를 사용하여 페라이트 조직의 결정방위를 측정한 다음, 인접한 페라이트 결정 방위의 차가 15°인 경우를 노듈(nodule) 경계로 정의하고, 이때 그려지는 경계의 크기를 측정한 값이다.The size of the pearlite nodule measured in Table 2 below is defined as a nodule boundary when the crystal orientation of the ferrite structure is measured using an EBSD (Electron Backscatter Diffraction) equipment, and the difference between adjacent ferrite crystal orientations is 15°. And, it is the measured value of the size of the border drawn at this time.

구분division 신선선Fresh line 납조 열처리Lead bath heat treatment 열처리선Heat treatment wire 고온가열로High temperature heating furnace LP로LP TS
(MPa)
TS
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
승온
속도
(C/s)
Elevated temperature
speed
(C/s)
목표
온도
(C)
goal
Temperature
(C)
유지
시간
(sec.)
maintain
time
(sec.)
목표
온도
(C)
goal
Temperature
(C)
유지
시간
(sec.)
maintain
time
(sec.)
TS
(MPa)
TS
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
노듈 크기
(㎛)
Nodule size
(㎛)
비교예1Comparative Example 1 25502550 2626 2020 10201020 4242 600600 2020 15101510 3434 2222 비교예2Comparative Example 2 25122512 2727 2020 10221022 4141 600600 2020 15021502 3232 2424 비교예3Comparative Example 3 24802480 2424 2020 10201020 4242 600600 2020 14381438 3636 2525 발명예1Invention Example 1 25452545 2828 5050 10211021 2020 600600 2020 15271527 4747 1212 발명예2Inventive Example 2 25282528 2727 8080 10191019 1818 600600 2020 15001500 4545 1111 발명예3Invention Example 3 24712471 2727 100100 10201020 1515 600600 2020 14781478 4848 1010

표 2의 신선선은 표 1의 각 선재를 감면율 75%까지 건식 신선하여 제조하였다. 표 2를 참조하면 건식 신선된 각 신선선은 선재 대비 인장강도가 1000MPa 이상 증가하는 값을 가졌으며, 단면 수축률(RA)은 선재 대비 약 27%로 감소하였다. The wires of Table 2 were prepared by dry-drawing each wire of Table 1 to 75% of the reduction rate. Referring to Table 2, each dry-drawn wire had a value in which the tensile strength increased by 1000 MPa or more compared to the wire rod, and the cross-sectional shrinkage ratio (RA) decreased to about 27% compared to the wire rod.

표 2의 납조 열처리는 비교예 1~3 및 발명예 1~3에서 상이한 조건으로 수행된다. 발명예 1~3의 납조 열처리는 고온가열로에서 목표온도 1020℃까지 승온속도 50~100℃/s로 가열한 다음, 20초 이하 동안 유지한 후 600℃의 납조에 침지하여 수행된다. 반면, 비교예 1~3은 고온가열로에서 목표온도 1020℃까지 승온속도 20℃/s로 가열한 다음, 약 40초 동안 유지하는 것이 발명예 1~3과 상이하다.The solder bath heat treatment in Table 2 is performed under different conditions in Comparative Examples 1 to 3 and Inventive Examples 1 to 3. The soldering bath heat treatment of Inventive Examples 1 to 3 is performed by heating in a high-temperature heating furnace to a target temperature of 1020°C at a heating rate of 50 to 100°C/s, holding for 20 seconds or less, and immersing in a soldering bath of 600°C. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 are different from Inventive Examples 1 to 3 in that heating at a heating rate of 20°C/s to a target temperature of 1020°C in a high-temperature heating furnace and then maintaining for about 40 seconds.

상이한 조건으로 납조 열처리한 결과, 발명예 1~3의 열처리선은 45% 이상의 단면 수축률(RA)을 가지고, 비교예 1~3의 열처리선 대비 단면 수축률(RA)이 약 10% 증가하였다. 상기 결과로부터 발명예 1~3의 열처리선은 비교예 1~3의 열처리선 대비 선재의 연성 및 신선가공성이 우수함을 알 수 있다.As a result of the solder bath heat treatment under different conditions, the heat treatment wires of Inventive Examples 1 to 3 had a cross-sectional shrinkage (RA) of 45% or more, and the cross-sectional shrinkage (RA) was increased by about 10% compared to the heat treatment wires of Comparative Examples 1 to 3. From the above results, it can be seen that the heat treatment wires of Inventive Examples 1 to 3 are superior to the heat treatment wires of Comparative Examples 1 to 3 in ductility and wire drawing processability.

이는 발명예 1~3의 열처리선의 펄라이트 노듈의 크기는 15㎛ 이하로, 비교예 1~3의 열처리선 대비 펄라이트 노듈의 크기가 약 10% 이상 작으므로, 발명예 1~3의 열처리선이 입도 미세화에 의한 균열 전파 억제 효과로 인하여 신선가공성 향상에 유리하기 때문이다. This is because the size of the pearlite nodules of the heat treatment wires of Inventive Examples 1 to 3 is 15 μm or less, and the size of the pearlite nodules of the heat treatment wires of Comparative Examples 1 to 3 is about 10% or more smaller. This is because it is advantageous in improving the wire drawing processability due to the effect of suppressing crack propagation by miniaturization.

표 2에 따른 각 비교예 및 발명예의 열처리선을 감면율 97.5%로 습식 신선한 후 150℃에서 1시간 유지하여 제조한 강선의 인장강도(TS), 비틀림, 딜라미네이션 발생 여부, 비틀린 이후의 균열수에 대한 측정 결과를 아래 표 3에 기재하였다. The heat treatment wires of each comparative example and invention example according to Table 2 were wet-fresh at a reduction rate of 97.5% and then maintained at 150°C for 1 hour to determine the tensile strength (TS) of the steel wire, whether or not twisting, delamination occurred, and the number of cracks after twisting. The measurement results for are shown in Table 3 below.

표 3에서는 각 비교예 및 발명예의 강선에 200D(D:제품직경) 기준으로 인장강도(TS)*단면적*0.008의 하중(이하 '하중')을 인가하여 비틀림 특성을 측정하였다. 측정된 비틀림 특성은 딜라미네이션 발생(%), 비틀림 횟수, 균열수(n/100㎛2)이다. 이하에서, 측정된 비틀림 특성을 토대로 측정결과를 검토하였다.In Table 3, the torsion characteristics were measured by applying a load of tensile strength (TS) * cross-sectional area * 0.008 (hereinafter'load') based on 200D (D: product diameter) to the steel wires of each of the comparative examples and invention examples. The measured torsional characteristics are the occurrence of delamination (%), the number of twists, and the number of cracks (n/100㎛ 2 ). In the following, the measurement results were reviewed based on the measured torsion characteristics.

구분division 강선 (최종신선선)Steel wire (final fresh wire) TS
(MPa)
TS
(MPa)
비틀림
(회)
torsion
(time)
딜라미네이션
발생 여부
Delamination
Occurs or not
균열수
(n/100㎛2)
Number of cracks
(n/100㎛ 2 )
비교예1Comparative Example 1 41004100 4242 50% 발생50% occurrence 1818 비교예2Comparative Example 2 40804080 4545 48% 발생48% occur 1414 비교예3Comparative Example 3 40104010 4848 45% 발생45% occur 1010 발명예1Invention Example 1 44904490 6060 0% 발생0% occurrence 44 발명예2Inventive Example 2 44104410 6262 0% 발생0% occurrence 22 발명예3Invention Example 3 43204320 6565 0% 발생0% occurrence 1One

표 3을 참조하면 발명예 1~3의 강선은 최소 인장강도(TS) 값이 4320MPa 이상으로 비교예 1~3의 강선의 최대 인장강도(TS) 값인 4100MPa보다 높으므로, 이로부터 발명예 1~3의 강선이 비교예 1~3의 강선보다 인장강도(TS)가 더 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 3, since the minimum tensile strength (TS) value of the steel wires of Inventive Examples 1 to 3 is 4320 MPa or more, which is higher than the maximum tensile strength (TS) value of the steel wires of Comparative Examples 1 to 3, 4100 MPa. It can be seen that the steel wire of 3 has better tensile strength (TS) than the steel wires of Comparative Examples 1 to 3.

표 3을 참조하면 발명예 1~3의 강선은 하중 인가 시 딜라미네이션 발생 없이 비틀림 수가 60회 이상인 반면, 비교예 1~3의 강선은 최대 50% 딜라미네이션이 발생하며 비틀림 수도 40~50회 정도에 불과하였다. 이로부터 발명예 1~3의 강선이 비교예 1~3의 강선보다 비틀림 특성이 더 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 3, the steel wires of Inventive Examples 1 to 3 have a maximum number of twists of 60 or more without delamination when a load is applied, whereas the steel wires of Comparative Examples 1 to 3 have a maximum delamination of 50% and the number of twists is about 40 to 50 times. It was only. From this, it can be seen that the steel wires of Inventive Examples 1 to 3 have better torsion characteristics than the steel wires of Comparative Examples 1 to 3.

균열수 (n/100㎛2)는 상기 인가된 하중으로 비틀린 이후, 각 강선 단면부의 중심(-1/2D~+1/2D) 영역에서 관찰되는 균열수를 의미한다. 표 3을 참조하면 비교예 1~3의 강선의 균열수는 100㎛2 당 약 10~20개임을 알 수 있고, 이에 반하여 발명예 1~3의 강선은 균열수가 100㎛2 당 4개 이하로서 비교예 1~3의 강선의 균열수보다 월등히 적음을 알 수 있다.The number of cracks (n/100 μm 2 ) refers to the number of cracks observed in the center (-1/2D to +1/2D) region of the cross-section of each steel wire after twisting by the applied load. Referring to Table 3, it can be seen that the number of cracks of the steel wires of Comparative Examples 1 to 3 is about 10 to 20 per 100 μm 2 , whereas the number of cracks of the steel wires of Inventive Examples 1 to 3 is 4 or less per 100 μm 2 It can be seen that it is significantly less than the number of cracks of the steel wires of Comparative Examples 1 to 3.

발명예 1~3의 강선이 비교예 1~3의 강선보다 상술한 인장강도(TS), 비틀림, 딜라미네이션 발생 여부, 비틀림 이후의 균열수의 특성이 우수한 이유는 습식 신선 전의 발명예 1~3 열처리선의 미세조직인 펄라이트 노듈의 크기가 15㎛ 이하로 제어된 결과, 입도 미세화에 의하여 습식 신선 시에 페라이트와 세멘타이트 계면에 형성되는 균열의 전파가 억제되기 때문이다. The reason that the steel wires of Inventive Examples 1 to 3 are superior to the steel wires of Comparative Examples 1 to 3 in terms of the above-described tensile strength (TS), torsion, delamination, and the number of cracks after torsion is superior to Inventive Examples 1 to 3 before wet drawing. This is because the size of the pearlite nodule, which is the microstructure of the heat treatment wire, is controlled to be 15 μm or less, and as a result, the propagation of cracks formed at the interface between ferrite and cementite during wet drawing is suppressed by finer particle size.

본 발명에서는 상술한 효과를 얻기 위하여, 납조 열처리 단계에서 목표온도 1020℃까지 승온속도 50~100℃/s로 가열한 다음, 20초 이하의 짧은 시간 동안 유지하여, 습식 신선 전의 열처리선의 미세조직인 펄라이트 노듈의 크기를 15㎛ 이하로 제어한다.In the present invention, in order to obtain the above-described effect, pearlite, which is the microstructure of the heat treatment wire before wet drawing, is heated to a target temperature of 1020° C. at a heating rate of 50 to 100° C./s, and then maintained for a short time of 20 seconds or less. The size of the nodule is controlled to 15㎛ or less.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.In the foregoing, although exemplary embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited thereto, and those of ordinary skill in the art are within the scope not departing from the concept and scope of the following claims. It will be appreciated that various modifications and variations are possible.

Claims (8)

중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 선재를 제조하는 단계;
상기 선재를 1차 신선하는 단계;
상기 신선된 선재를 납조 열처리하는 단계; 및
상기 열처리된 선재를 2차 신선하는 단계를 포함하고,
상기 납조 열처리하는 단계는 목표온도 1000~1050℃까지 50~100℃/s의 승온속도로 가열한 후, 20초 이하 동안 유지하여 열처리하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선의 제조방법.
By weight %, C: 0.97~1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.1~0.5%, B: 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N: 0.006% or less , P and S: preparing a wire rod containing 0.02% or less, remaining Fe and other impurities;
First drawing the wire rod;
Leading heat treatment of the drawn wire rod; And
Including the step of secondary drawing the heat-treated wire rod,
The step of heat-treating the lead bath comprises heating at a temperature increase rate of 50 to 100°C/s to a target temperature of 1000 to 1050°C, and then heat treatment by holding for 20 seconds or less.
제1항에 있어서,
상기 1차 신선하는 단계는 총 감면율 65~75%까지 건식 신선하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선의 제조방법.
The method of claim 1,
The first drawing is a method of manufacturing a high-carbon steel wire, characterized in that dry drawing is performed up to a total reduction rate of 65 to 75%.
제1항에 있어서,
상기 2차 신선하는 단계는 총 감면율 97~98%까지 습식 신선하는 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선의 제조방법.
The method of claim 1,
The second drawing is a method of manufacturing a high-carbon steel steel wire, characterized in that wet-drawing to a total reduction rate of 97 to 98%.
제1항에 있어서,
상기 열처리된 선재의 펄라이트 노듈의 크기는 15㎛인 고탄소강 강선의 제조방법.
The method of claim 1,
The size of the pearlite nodule of the heat-treated wire rod is a method of manufacturing a high carbon steel wire of 15㎛.
제1항에 있어서,
상기 열처리된 선재의 단면 수축률은 45% 이상인 고탄소강 강선의 제조방법.
The method of claim 1,
A method of manufacturing a high-carbon steel wire having a cross-sectional shrinkage of 45% or more of the heat-treated wire rod.
중량 %로, C : 0.97~1.12%, Si : 0.1% 이하, Mn : 0.2~0.5%, Cr : 0.1~0.5%, B : 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N : 0.006% 이하, P 및 S : 0.02% 이하, 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하고,
인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 60회 이상이며,
제1항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선.
By weight %, C: 0.97~1.12%, Si: 0.1% or less, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.1~0.5%, B: 0.001~0.005%, Ti: 0.01~0.02%, N: 0.006% or less , P and S: 0.02% or less, containing the remaining Fe and other impurities,
When a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied, the number of twists is more than 60,
High carbon steel wire, characterized in that manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
제6항에 있어서,
인장강도는 4300MPa 이상인 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선.
The method of claim 6,
High carbon steel steel wire, characterized in that the tensile strength is 4300 MPa or more.
제6항에 있어서,
상기 하중에 따라 비틀린 이후의 균열수가 100㎛2 당 5개 이하인 것을 특징으로 하는 고탄소강 강선.

The method of claim 6,
High carbon steel wire, characterized in that the number of cracks after twisting according to the load is 5 or less per 100㎛ 2 .

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