KR102219893B1 - Austemperedductile iron hooks and their manufacturing methods - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법을 제공한다. 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법은 탄소(C) 3.3wt% 내지 3.7 wt%, 규소(Si) 2.5 wt% 내지 2.9 wt% 및 마그네슘(Mg) 0.02 wt% 내지 0.05 wt%을 포함하고 잔부가 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 용탕을 쉘 적층 주형에 장입하는 단계, 상기 쉘 적층 주형에 장입한 용탕을 오스테나이트화 처리하는 단계 및 상기 오스테나이트화 처리한 용탕을 염욕로에서 오스템퍼링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 최적조성 및 오스템퍼링을 통해 높은 인장강도를 갖는 후크를 제조할 수 있다.An embodiment of the present invention provides a method for manufacturing austempered nodular cast iron hook. The Autempered nodular cast iron hook manufacturing method includes carbon (C) 3.3 wt% to 3.7 wt%, silicon (Si) 2.5 wt% to 2.9 wt%, and magnesium (Mg) 0.02 wt% to 0.05 wt%, and the balance Charging the molten metal composed of iron (Fe) and unavoidable impurities into the shell lamination mold, austenizing the molten metal charged to the shell lamination mold, and performing austempering of the austenitized molten metal in a salt bath It may include the step of. Further, when manufacturing an austempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having high tensile strength through optimal composition and austempering.

Description

오스템퍼드 구상흑연주철 후크 및 이의 제조방법 {Austemperedductile iron hooks and their manufacturing methods}Autempered ductile iron hooks and their manufacturing methods {Austemperedductile iron hooks and their manufacturing methods}

본 발명은 구상흑연주철 후크 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오스템퍼링을 통해 기계적 성질을 향상시킨 구상흑연주철 후크 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a nodular cast iron hook, and more particularly, to a method of manufacturing a nodular cast iron hook with improved mechanical properties through aus tempering.

자동차 견인용 후크는 용도적 특성상 높은 인장강도가 요구된다. 구상흑연주철은 탄소함량이 높은 철기 합금이며 용탕을 구상화 처리하여 응고가 일어나는 동안 구상흑연이 정출하여 강도, 경도, 연성 및 인성을 향상시킨 주철이다. 주방 상태에서는 주로 페라이트와 펄라이트가 혼합된 기지에 구상흑연이 분산되어 있다. 펄라이트 부피 분률이 많을수록 강도와 경도는 증가하고, 연성과 인성은 감소한다. 이와 같이 기지 조직에 따라서 구상흑연주철의 기계적 성질이 달라지며 주방상태에서의 기계적 성질은 화학 조성에 따라 달라진다. 따라서 구상흑연주철을 이용한 자동차 견인용 후크의 개발이 요구되고 있다.Automobile towing hooks are required to have high tensile strength due to their application characteristics. Nodular graphite cast iron is an iron-based alloy with a high carbon content, and is a cast iron that improves strength, hardness, ductility and toughness by spheroidizing molten metal and crystallizing spheroidal graphite during solidification. In the kitchen state, globular graphite is mainly dispersed in a base where ferrite and pearlite are mixed. As the volume fraction of pearlite increases, the strength and hardness increase, and the ductility and toughness decrease. As described above, the mechanical properties of ductile cast iron vary according to the matrix structure, and the mechanical properties in the kitchen state vary depending on the chemical composition. Therefore, there is a need to develop a hook for traction for a vehicle using nodular cast iron.

대한민국등록특허 제10-1020174호Korean Patent Registration No. 10-1020174

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인장강도가 우수한 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an austempered nodular cast iron hook having excellent tensile strength.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a method of manufacturing an Austempered nodular cast iron hook.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법은 탄소(C) 3.3wt% 내지 3.7 wt%, 규소(Si) 2.5 wt% 내지 2.9 wt% 및 마그네슘(Mg) 0.02 wt% 내지 0.05 wt%을 포함하고 잔부가 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 용탕을 쉘 적층 주형에 장입하는 단계, 상기 쉘 적층 주형에 장입한 용탕을 오스테나이트화 처리하는 단계 및 상기 오스테나이트화 처리한 용탕을 염욕로에서 오스템퍼링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the method of manufacturing the Autempered nodular cast iron hook is from 3.3 wt% to 3.7 wt% of carbon (C), 2.5 wt% to 2.9 wt% of silicon (Si), and 0.02 wt% of magnesium (Mg) Charging a molten metal containing 0.05 wt% and the balance consisting of iron (Fe) and inevitable impurities into a shell lamination mold, austenizing the molten metal charged to the shell lamination mold, and the austenitizing molten metal It may include the step of performing austempering in a salt bath.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계는 800°C 내지 1000°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the austenitizing step is characterized in that it is carried out at a temperature of 800 °C to 1000 °C.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계는 1시간 내지 3시간 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, the austenitizing step is performed for 1 to 3 hours.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계는 250°C 내지 450°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of performing the aus tempering is characterized in that it is performed at a temperature of 250 °C to 450 °C.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계는 30분 내지 90분 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, the step of performing the aus tempering is characterized in that it is performed for 30 to 90 minutes.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 흑연 구상화율이 90% 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that the graphite spheroidization rate of the Autempered nodular cast iron hook is 90% or more.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides an Ostempered nodular cast iron hook.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the austempered nodular cast iron hook is characterized in that it is manufactured by the method of manufacturing the austempered nodular cast iron hook.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 인장강도는 800N/mm2 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the tensile strength of the austempered nodular cast iron hook is characterized in that 800N / mm 2 or more.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 항복강도는 750N/mm2 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the yield strength of the austempered nodular cast iron hook is characterized in that 750N/mm 2 or more.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 연신율은 9% 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the elongation of the Oustempered nodular cast iron hook is characterized in that 9% or more.

본 발명의 실시예에 따르면, 쉘 적층 주조를 통해 기계적 성질이 우수한 후크를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a hook having excellent mechanical properties through shell lamination casting.

본 발명의 실시예에 따르면, 쉘 적층 주조를 통해 높은 생산성 및 회수율을 갖는 후크를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a hook having a high productivity and recovery rate through the shell lamination casting.

본 발명의 실시예에 따르면, 오스템퍼링을 통해 고강도 저경량 특성을 갖는 후크를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a hook having high strength and low weight characteristics through aus tempering.

본 발명의 실시예에 따르면, 최적조성 및 오스템퍼링을 통해 높은 인장강도를 갖는 후크를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a hook having high tensile strength through optimum composition and austempering.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1을 본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 KS B 08014호 표준 시편 및 서브사이즈 시편의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 쉘 적층 시험 주조품의 미세조직 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 시제품의 사진이다.
1 is a flow chart showing a method of manufacturing an Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a KS B 08014 standard specimen and a sub-size specimen.
3 is a microstructure SEM photograph of a shell lamination test cast product.
Figure 4 is a photograph of a prototype Oustempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법을 설명한다.A method of manufacturing an austempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1을 본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법을 도시한 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing an Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법은 탄소(C) 3.3wt% 내지 3.7 wt%, 규소(Si) 2.5 wt% 내지 2.9 wt% 및 마그네슘(Mg) 0.02 wt% 내지 0.05 wt%을 포함하고 잔부가 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 용탕을 쉘 적층 주형에 장입하는 단계(S100), 상기 쉘 적층 주형에 장입한 용탕을 오스테나이트화 처리하는 단계(S200) 및 상기 오스테나이트화 처리한 용탕을 염욕로에서 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the method of manufacturing the Autempered nodular cast iron hook is carbon (C) 3.3 wt% to 3.7 wt%, silicon (Si) 2.5 wt% to 2.9 wt%, and magnesium (Mg) 0.02 wt% to 0.05 wt. Including% and the balance being charged with iron (Fe) and unavoidable impurities into a shell-laminated mold (S100), austenitizing the molten metal charged to the shell-laminated mold (S200), and the austenite It may include a step (S300) of performing austempering of the molten metal treated in the salt bath.

이때, 상기 탄소(C)의 함량은 전체 중량 대비 3.3wt% 내지 3.7 wt%인 것을 특징으로 한다.At this time, the content of the carbon (C) is characterized in that 3.3wt% to 3.7wt% based on the total weight.

이때, 상기 탄소 함량이 3.3 wt% 미만일 경우, 낮은 탄소 함량으로 인해 흑연의 구상화에 따른 열전도도 저하 및 기계가공성이 낮아질 수 있다.In this case, when the carbon content is less than 3.3 wt%, thermal conductivity and machinability may be lowered due to spheroidization of graphite due to the low carbon content.

이때, 상기 탄소 함량이 3.7 wt%를 초과할 경우, 높은 탄소 함량으로 인해 취성이 증가하여 내구성이 저하될 수 있다.In this case, when the carbon content exceeds 3.7 wt%, brittleness may increase due to the high carbon content, thereby deteriorating durability.

이때, 상기 규소(Si)함량은 2.5 wt% 내지 2.9 wt% 인 것을 특징으로 한다.At this time, the silicon (Si) content is characterized in that 2.5 wt% to 2.9 wt%.

이때, 상기 규소 함량이 2.5 wt% 미만일 경우, 낮은 규소 함량으로 인해 냉각시 수축률 증가로 인해 내구성이 저하될 수 있다.In this case, when the silicon content is less than 2.5 wt%, durability may decrease due to an increase in shrinkage during cooling due to a low silicon content.

이때, 상기 규소 함량이 2.9 wt%를 초과할 경우, 높은 규소 함량으로 인해 흑연화가 과다하게 촉진될 수 있다.In this case, when the silicon content exceeds 2.9 wt%, graphitization may be excessively promoted due to the high silicon content.

이때, 상기 마그네슘은 구상화제로 이용된다.At this time, the magnesium is used as a spheroidizing agent.

이때, 상기 마그네슘 함량이 0.02 wt% 미만일 경우, 낮은 마그네슘 함량으로 인해 흑연주철의 구상화율이 90%보다 낮아질 수 있다. 또한, 낮은 구상화율로 인해 후크의 기계적 성질이 저하될 수 있다.In this case, when the magnesium content is less than 0.02 wt%, the spheroidization rate of graphite cast iron may be lower than 90% due to the low magnesium content. In addition, the mechanical properties of the hook may be deteriorated due to the low spheroidization rate.

이때, 상기 마그네슘 함량이 0.05wt% 초과일 경우, 높은 마그네슘 함량으로 인해 구상화가 과하게 발생하여 주조성이 저하될 수 있다.In this case, when the magnesium content is greater than 0.05wt%, spheroidization may occur excessively due to the high magnesium content, and castability may be deteriorated.

이때, 상기 쉘 적층 주형은 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 주조하기 위한 주형인 것을 특징으로 한다.At this time, the shell laminated mold is characterized in that the mold for casting the Autempered nodular cast iron hook.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)는 800°C 내지 1000°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the austenitizing step (S200) is characterized in that it is performed at a temperature of 800 °C to 1000 °C.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)는 800°C 미만의 온도에서 수행할 경우, 오스테나이트화의 진행이 미흡할 수 있다.In this case, when the austenitizing step (S200) is performed at a temperature of less than 800°C, the austenitization may be insufficient.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)는 1000°C 초과의 온도에서 수행할 경우, 높은 온도로 인해 오스테나이트화의 진행이 미흡할 수 있다.In this case, when the austenitizing step (S200) is performed at a temperature of more than 1000°C, the austenitization may be insufficient due to the high temperature.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)는 1시간 내지 3시간 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the austenitizing step (S200) is characterized in that it is performed for 1 to 3 hours.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)를 1시간 미만 수행할 경우, 철강 조직의 오스테나이트화가 불완전하여 최종 주조품인 후크의 인성이 저하될 수 있다.In this case, if the austenitizing step (S200) is performed for less than 1 hour, the austenitization of the steel structure may be incomplete and the toughness of the hook, which is the final cast, may decrease.

이때, 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)를 3시간 초과 수행할 경우, 필요이상의 열처리로 인해 경제적 문제점이 발생할 수 있다.In this case, when the austenitizing step (S200) is performed for more than 3 hours, economic problems may occur due to heat treatment more than necessary.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)는 250°C 내지 450°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, the step of performing the aus tempering (S300) is characterized in that it is performed at a temperature of 250 °C to 450 °C.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)는 250°C 미만의 온도에서 수행하는 경우, 급냉으로 인해 균열이 발생할 수 있다.At this time, when performing the austempering step (S300) is performed at a temperature of less than 250 °C, cracks may occur due to rapid cooling.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)는 450°C 초과의 온도에서 수행하는 경우, 높은 온도로 인해 베이나이트 외의 다른 미세조직이 형성될 수 있다.At this time, when performing the austempering step (S300) is performed at a temperature higher than 450°C, a microstructure other than bainite may be formed due to the high temperature.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)는 30분 내지 90분 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step of performing the aus tempering (S300) is characterized in that 30 to 90 minutes.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)를 30분 미만 수행하는 경우, 오스페라이트화 조직의 생성이 미진하게 되어 주조품의 인성 또는 강도가 저하될 수 있다.In this case, if the step of performing the austempering (S300) is performed for less than 30 minutes, the generation of the ausferitized structure may be insufficient, so that the toughness or strength of the cast product may be reduced.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300)를 90분을 초과하여 수행하는 경우, 필요이상의 열처리로 인해 경제적 문제점이 발생할 수 있다.In this case, when the step of performing the aus tempering (S300) is performed for more than 90 minutes, an economic problem may occur due to more than necessary heat treatment.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 흑연 구상화율이 90% 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that the graphite spheroidization rate of the Autempered nodular cast iron hook is 90% or more.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 흑연 구상화율이 90% 미만인 경우, 낮은 구상화율로 인해 기계적 성질이 저하될 수 있다.At this time, when the graphite spheroidization rate of the Autempered nodular cast iron hook is less than 90%, mechanical properties may be deteriorated due to the low spheroidization rate.

이때, 상기 오스템퍼링을 수행하는 단계(S300) 다음에 2차 오스템퍼링을 수행하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.In this case, after the step of performing the ostempering (S300), a step (not shown) of performing secondary ostempering may be further included.

이때, 상기 2차 오스템퍼링을 수행하는 단계(미도시)는 상기 오스테나이트화 처리하는 단계(S200)에서 형성된 오스테나이트 조직을 안정화하기 위해 수행할 수 있다.In this case, the step of performing the secondary austempering (not shown) may be performed to stabilize the austenite structure formed in the austenitizing step (S200).

이때, 상기 2차 오스템퍼링을 수행하는 단계(미도시)는 150°C 내지 350°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the step (not shown) of performing the secondary austempering is characterized in that it is performed at a temperature of 150 °C to 350 °C.

이때, 상기 2차 오스템퍼링을 수행하는 단계(미도시)는 30분 내지 120분 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, the step (not shown) of performing the second aus tempering may be performed for 30 to 120 minutes.

쉘 스택 주조법은 쉘 금형을 이용하여 판 모양의 쉘 주형을 제조하고, 이 쉘 주형판을 적층으로 쌓아서 전체 주형세트를 조립시키는 것을 특징으로 한다. 이때, 주형 한 세트 당 사용되는 주형판의 개수는 제한이 없으나 주형판의 아래쪽에는 상부 주형의 공간이 되고, 위쪽은 하부 주형의 공간이 되는 것을 특징으로 한다. 상기 쉘 스택 주조법을 통해 주조할 경우, 높은 제품 회수율 및 생산성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 사형 주조한 제품에 비하여 기계적 성질이 우수한 제품을 얻을 수 있다.The shell stack casting method is characterized in that a plate-shaped shell mold is manufactured using a shell mold, and the shell mold plates are stacked to assemble a whole mold set. At this time, the number of template plates used per set of molds is not limited, but the lower part of the template is a space for the upper mold, and the upper part is a space for the lower mold. When casting through the shell stack casting method, a high product recovery rate and productivity can be secured, as well as a product having excellent mechanical properties compared to a general sand-casting product.

구상흑연주철의 화학조성이 흑연의 형상의 조절에 영향을 주는 1차 원소로는 탄소, 규소 및 망간 등이 있으며 구상화 원소로는 마그네슘을 주로 첨가한다. 이는 주조품의 기지조직과 열처리 반응에 주로 영향을 미친다. 한편, 규소는 흑연화 촉진 원소로써 오스테나이트의 탄소 용해도를 감소시키고 공석온도를 낮추어 주는 역할을 한다. 또한 궁극적인 펄라이트와 페라이트의 비율, 페라이트의 경도 및 연성-취성 천이 거동에 크게 영향을 미친다.The primary elements that influence the control of the shape of graphite by the chemical composition of nodular cast iron are carbon, silicon and manganese, and magnesium is mainly added as a spheroidizing element. This mainly affects the matrix structure and heat treatment reaction of the cast product. On the other hand, silicon, as a graphitization accelerating element, plays a role in reducing the carbon solubility of austenite and lowering the vacancy temperature. It also greatly influences the ultimate ratio of pearlite and ferrite, the hardness of ferrite, and the ductile-brittle transition behavior.

일반적으로 구상흑연주철은 주조품을 열처리하여 미세조직과 기계적 성질을 조절할 수 있으며, 목적에 따라 열처리 방법을 달리한다. 이때, 열처리 반응성을 높이기 위하여 구리, 몰리브덴, 주석 등과 같은 몇 가지 합금원소를 첨가할 수 있다. 이와 같은 합금원소는 구상흑연주철을 오스테나이트화 처리 한 후 냉각하는 동안 오스테나이트가 펄라이트로 분해하는 것을 지연시키는 역할을 한다. 이때, 구상흑연주철의 열처리는 탄화물을 제거하고 기지조직을 균일하게 하여 강도와 경도를 증가시키거나 인성과 연성을 증가시키기 위해 수행할 수 있다. 특히 강도와 연성 및 인성을 동시에 증가시키기 위하여 오스템퍼링 열처리를 수행할 수 있다.In general, ductile graphite cast iron can be heat treated to control the microstructure and mechanical properties, and the heat treatment method is different depending on the purpose. At this time, in order to increase the heat treatment reactivity, several alloying elements such as copper, molybdenum, and tin may be added. Such an alloying element plays a role in delaying the decomposition of austenite into pearlite during cooling after the ductile graphite cast iron is austenitized. At this time, the heat treatment of the ductile cast iron may be performed to increase strength and hardness or increase toughness and ductility by removing carbides and making the matrix structure uniform. In particular, in order to increase strength, ductility, and toughness at the same time, an austempering heat treatment may be performed.

상기 오스템퍼링 열처리는 탄화물을 제거하고 강도와 연성 및 인성을 동시에 가지는 오스페라이트 기지조직을 얻기 위한 열처리이다. 상기 오스페라이트 기지조직을 가지는 주철 재료를 오스템퍼드 구상흑연주철(Austempered ductilecast iron, ADI) 이라 한다. 오스템퍼드 구상흑연주철은 일반 구상흑연주철에 비해 강도, 인성 및 마모저항 등의 특성이 우수하다. 또한, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철은 높은 연성과 인성을 가지는 보통의 구상흑연주철에 비하여 두배 이상의 강도를 가질 수 있다. 이와 같은 특성과 오스템퍼드 구상흑연주철 재료로 제조할 경우 부품의 중량을 감소시킬 수 있다.The austempering heat treatment is a heat treatment for removing carbides and obtaining an ausferite matrix structure having strength, ductility, and toughness at the same time. The cast iron material having the ausferite matrix structure is referred to as austempered ductilecast iron (ADI). Autempered nodular cast iron has superior properties such as strength, toughness and abrasion resistance compared to general nodular cast iron. In addition, the Autempered ductile cast iron may have a strength of twice or more than that of ordinary ductile graphite cast iron having high ductility and toughness. This property and the weight of parts can be reduced when manufactured with Autempered nodular cast iron material.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 쉘 적층 주조를 통해 기계적 성질이 우수한 후크를 제조할 수 있다.Therefore, when manufacturing an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having excellent mechanical properties through shell lamination casting.

또한, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 쉘 적층 주조를 통해 높은 생산성 및 회수율을 갖는 후크를 제조할 수 있다.In addition, when manufacturing an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having a high productivity and recovery rate through the shell lamination casting.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 오스템퍼링을 통해 고강도 저경량 특성을 갖는 후크를 제조할 수 있다.Further, when manufacturing an Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having high strength and low weight characteristics through Ostempering.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 최적조성 및 오스템퍼링을 통해 높은 인장강도를 갖는 후크를 제조할 수 있다.Further, when manufacturing an austempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having high tensile strength through optimal composition and austempering.

실시예1Example 1

본 발명의 실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조하기 위해 쉘 적층 주형을 제조하였다.A shell-laminated mold was prepared in order to manufacture an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.

상기 쉘 적층주형은 가로, 세로 및 두께가 각각 330mm, 300mm 및 35mm 이며 주조 시편의 양쪽에는 직경 20mm의 구멍을 설치하여 조립 시 압탕 역할을 수행할 수 있게 제조하였다. 세로길이 가운데인 150mm 위치에서 오른쪽 세로 변으로부터 왼쪽으로 100mm의 위치에 직경 40mm의 구멍을 뚫고 주입컵, 중자 접착제를 사용하여 주형에 부착하였다. 상판과 하판을 조형한 후, 5층까지 쉘을 적층하여 합형 후 중자 접착제를 사용하여 쉘 적층 측면을 펴발라주었다. 다음, 토치를 이용하여 상기 주형을 경화하였다. 용탕 주입시 압력에 의한 주형분리력에 기인하여 나타나는 두께 변화를 최소화하기 위하여 무거운 추를 이용하여 고정하였다.The shell-laminated mold was manufactured to have a width, length, and thickness of 330mm, 300mm, and 35mm, respectively, and a hole having a diameter of 20mm was installed on both sides of the cast specimen to serve as a pressing metal during assembly. A hole with a diameter of 40 mm was drilled in a position of 100 mm from the right vertical side to the left at a position of 150 mm in the center of the vertical length, and a hole was made in the injection cup and a core adhesive was used to attach it to the mold. After shaping the upper and lower plates, the shells were laminated up to five layers, and the shell laminated side was spread out using a core adhesive. Next, the mold was cured using a torch. In order to minimize the change in thickness caused by the mold separation force due to pressure during injection of the molten metal, it was fixed using a heavy weight.

실시예2Example 2

본 발명의 실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조하기 위해 용탕을 제조하였다.A molten metal was prepared in order to manufacture an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.

먼저, 고주파 유도 용해로에 주물선과 강 고철을 장입하여 용탕을 얻었다. 다음, 최종 주조품의 규소 함량을 얻기 위해 구상화 처리 후5wt% Fe-Si를 노 중 용탕에 첨가하였다. 다음 용탕의 온도가 약 1450°C에 도달하였을 때 최종 주조품의 잔류 마그네슘 함량을 변화시키기 위해 노 중 용탕에 5.0wt% Mg-Fe-Si 합금을 플런징 및 샌드위치법으로 구상화 처리하였다. 다음, 슬럭스를 사용하여 용탕 표면의 슬래그를 제거하고 레이들에 출탕하였다. 이때, 규소 함량의 조절을 위해 2.0wt% Ba-Fe-Si 합금을 이용하여 후접종 처리하였다. 다음, 상기 후접종 처리한 용탕의 온도를 1350°C 내지 1370°C에서 일정하게 유지하며 쉘 적층 주형에 주입하였다. 이때, 소형 레이들을 이용하여 용탕을 주입하여 화학조성 분석용 시편을 얻었다. 다음, 주입된 용탕이 완전히 응고된 뒤 상온으로 냉각한 후 탈사하여 시험 주조품을 얻었다.First, a casting ship and steel scrap were charged in a high frequency induction melting furnace to obtain a molten metal. Next, 5wt% Fe-Si was added to the molten metal in the furnace after spheroidization treatment to obtain the silicon content of the final cast product. Then, when the temperature of the molten metal reached about 1450 °C, in order to change the residual magnesium content of the final cast product, a 5.0 wt% Mg-Fe-Si alloy was spheroidized into the molten metal in the furnace by plunging and sandwiching. Next, slag was removed from the surface of the molten metal using a slag and tapped on a ladle. At this time, post-inoculation treatment was performed using a 2.0wt% Ba-Fe-Si alloy to control the silicon content. Next, the temperature of the post-inoculated molten metal was kept constant at 1350°C to 1370°C and injected into the shell lamination mold. At this time, the molten metal was injected using a small ladle to obtain a specimen for chemical composition analysis. Next, after the injected molten metal was completely solidified, it was cooled to room temperature and then desagnized to obtain a test cast.

이때, 상기 실시예2에서 이용한 장입물, 첨가제 및 용탕처리제의 화학조성을 표 1에 나타내었다.At this time, the chemical compositions of the charge, additives and molten metal treatment agent used in Example 2 are shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure 112018031892893-pat00001
Figure 112018031892893-pat00001

실험예1Experimental Example 1

시험 주조품의 화학조성을 확인하기 위해 화학조성 분석용 칠 시편의 표면을 연마지를 이용하여100회 연마 후 에미션 스펙트로미터를 이용하여 분석하였다.In order to confirm the chemical composition of the test casting, the surface of the coating specimen for chemical composition analysis was polished 100 times using a polishing paper and then analyzed using an emission spectrometer.

먼저, KS B 08014호 표준 시편 및 서브 사이즈 시편을 절단한 후 절단면을 보통의 방법으로 조연마하고, 다이아몬드슬러리로 1㎛ 등급까지 세연마하였다. 다음, 부식시키기 전 시편의 흑연조직과 3.0% 나이탈 용액으로 부식 시킨 후의 기지조직을 광학 현미경으로 관찰하였다. 그리고 화상분석 장치를 이용하여 구상화율 및 기지 조직 중 펄라이트 부피분율을 측정하였다. 모든 경우에 5 위치를 선정하여 측정하고 최대 및 최소값을 제외한 세 값의 평균값을 얻었다.First, KS B 08014 standard specimens and sub-size specimens were cut, and the cut surface was roughened by a conventional method, and then finely polished to a 1㎛ grade with diamond slurry. Next, the graphite structure of the specimen before corrosion and the matrix structure after corrosion with 3.0% nitalum solution were observed with an optical microscope. Then, the spheroidization rate and the volume fraction of pearlite in the matrix were measured using an image analysis device. In all cases, 5 positions were selected and measured, and the average of the three values excluding the maximum and minimum values was obtained.

이때, KS B 08014호 표준 시편 및 서브사이즈 시편의 구조를 도 2에 나타내었다. 이때, 도 2의 (a)는 KS B 08014호 표준 시편의 단면도이고, (b)는 서브사이즈 시편의 단면도이다.At this time, the structure of the KS B 08014 standard specimen and the sub-size specimen is shown in FIG. 2. In this case, (a) of FIG. 2 is a cross-sectional view of a KS B 08014 standard specimen, and (b) is a cross-sectional view of a sub-size specimen.

이에 대한 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.The results are shown in Table 2 and FIG. 3 below.

[표 2][Table 2]

Figure 112018031892893-pat00002
Figure 112018031892893-pat00002

실험예2Experimental Example 2

주방상태 및 열처리한 인장시편을 사용하여 만능 재료 시험기를 이용하여 시험하였다.The test was performed using a universal material tester using a kitchen condition and heat-treated tensile specimen.

먼저, 표준시편의 경우 분당 2.0mm의 크로스 헤드 속도 조건에서 그리고 서브사이즈 인장시편의 경우에는 STS 316L 스테인리스 강 치구와 조립하여 만능 재료 시험기에 장착 시킨 후 분당 1.0mm의 크로스 헤드 속도 조건에서 인장시헙하였다. 투영기를 이용하여 인장 시험 전후의 단면 직경과 표점거리를 측정하여 항복 및 인장강도 그리고 연신율 값을 계산하였으며 각 조건별로 3회 시험하여 평균값을 얻었다. 그리고 각 조건별로 나머지 1개씩의 단면 수축부가 각각 12.5mm 및 6.25mm인 시험 주조품의 단면 수축부 가운데로부터 높이가 16mm 및 7.0mm인 시편을 절단하여 얻어 연마 후 브리넬 경도 시험을 수행하였다. 이때, 5회 시험하여 최대값과 최소값을 제외한 나머지 값의 평균값을 얻었다.First, in the case of a standard specimen, it is assembled with a crosshead speed of 2.0mm per minute, and in the case of a sub-sized tensile specimen, it is assembled with an STS 316L stainless steel jig and mounted on a universal testing machine. I did. The cross-sectional diameter and gage distance before and after the tensile test were measured using a projector to calculate yield, tensile strength, and elongation values, and the average value was obtained by testing three times for each condition. In addition, specimens having a height of 16 mm and 7.0 mm were cut and polished from the center of the cross-sectional contraction portion of the test casting with the remaining cross-sectional contractions of 12.5 mm and 6.25 mm for each condition, and a Brinell hardness test was performed after polishing. At this time, the test was performed 5 times to obtain the average value of the remaining values excluding the maximum and minimum values.

이에 대한 결과를 하기 표 3 내지 표 4에 나타내었다.The results are shown in Tables 3 to 4 below.

표 3은 서브사이즈 시험편 단면 크기에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 나타낸 표이다.Table 3 is a table showing the microstructure and mechanical properties according to the cross-sectional size of the sub-size test piece.

[표 3][Table 3]

Figure 112018031892893-pat00003
Figure 112018031892893-pat00003

표 4는 표준 시험편 단면 크기에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 나타낸 표이다.Table 4 is a table showing the microstructure and mechanical properties according to the cross-sectional size of a standard test piece.

[표 4][Table 4]

Figure 112018031892893-pat00004
Figure 112018031892893-pat00004

표 2 내지 표 4 및 도 4를 참조하면, 잔류 마그네슘의 함량이 증가함에 따라 구상화율, 흑연립수, 펄라이트 부피분율, 강도, 경도 및 연신율이 증가하였다. 이는 잔류 마그네슘의 함량이 증가함에 따라 구상화율이 증가하기 때문이다. 또한, 금속 기지 중 결합으로 작용하는 흑연의 구상화율이 증가함에 따라 흑연 앞의 기지 중 응력 집중이 감소하여 기계적 성질이 증가함을 알 수 있다. 한편, 탄소 함량 증가에 따라 구상화율, 흑연립수 및 펄라이트 부피분율이 감소함을 알 수 있다. 이에 따라 강도 및 경도와 같은 기계적 성질이 감소하였다. 한편, 규소 함량의 증가에 따라 평형반응인 오스테나이트-흑연 공정반응의 온도가 증가하여 공정 흑연의 형성을 촉진한 것으로 판단된다. 이에 따라, 구상화율 및 흑연립수가 증가한 반면, 펄라이트 부피분율은 감소하여 연신율은 증가한 반면 강도는 감소하였다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 구상흑연주철 후크의 최적 조성에 있어서 탄소 함량은 3.30wt% 내지 3.50wt%일 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 구상흑연주철 후크의 최적 조성에 있어서 규소 함량은 2.50wt% 내지 2.70wt%일 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 구상흑연주철 후크의 최적 조성에 있어서 잔류 마그네슘 함량은 0.04wt% 내지 0.05wt%일 수 있다.Referring to Tables 2 to 4 and FIG. 4, as the content of residual magnesium increased, the spheroidization rate, the number of graphite particles, the volume fraction of pearlite, strength, hardness and elongation increased. This is because the spheroidization rate increases as the residual magnesium content increases. In addition, it can be seen that as the spheroidization rate of graphite acting as a bond in the metal matrix increases, the stress concentration in the matrix in front of the graphite decreases, thereby increasing the mechanical properties. On the other hand, it can be seen that the spheroidization rate, the number of graphite particles, and the volume fraction of pearlite decrease as the carbon content increases. Accordingly, mechanical properties such as strength and hardness decreased. On the other hand, it is judged that the formation of eutectic graphite was promoted by increasing the temperature of the equilibrium reaction, austenite-graphite, as the silicon content increased. Accordingly, the spheroidization rate and the number of graphite particles increased, while the volume fraction of pearlite decreased, resulting in an increase in elongation and a decrease in strength. Therefore, in the optimal composition of the nodular cast iron hook according to the embodiment of the present invention, the carbon content may be 3.30wt% to 3.50wt%. At this time, in the optimal composition of the nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, the silicon content may be 2.50wt% to 2.70wt%. At this time, in the optimal composition of the nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, the residual magnesium content may be 0.04wt% to 0.05wt%.

실시예3Example 3

본 발명의 실시예에 따른 오스템퍼링의 효과를 알아보기 위해 상기 실시예 2에서 주조한 시험주조품에 오스템퍼링 처리를 수행하였다.In order to find out the effect of the aus tempering according to the embodiment of the present invention, the test cast product cast in Example 2 was subjected to an aus tempering treatment.

먼저, 용해 및 주조 후 응고된 시험편, 즉 주방상태의 시험편을 3.1kW 용량의 발열체가 칸탈인 박스로를 이용하여 900°C의 온도에서 2시간동안 오스테나이트화 처리하였다. 이때, 오스템퍼링 처리를 하기 위해 7.8kW 용량의 발열체가 니크롬선이며 질산나트륨과 질산칼륨을 중량비로 45:55인 저온용 혼합염을 사용하여 350°C로 유지되고 있는 염욕로에서 30 및 60분 동안 오스템퍼링 처리하였다. 다음, 열처리된 시험편을 사용하여 미세조직을 관찰하고 기계적 성질을 시험하였다. 이에 대한 결과를 표5에 나타내었다.First, the solidified test piece after melting and casting, that is, the test piece in a kitchen state, was austenitized for 2 hours at a temperature of 900°C using a box furnace in which the heating element of 3.1 kW capacity was kanthal. At this time, for the austempering treatment, the heating element with a capacity of 7.8 kW is a nichrome wire and a low-temperature mixed salt of 45:55 in weight ratio of sodium nitrate and potassium nitrate is used for 30 and 60 minutes in a salt bath maintained at 350°C During the austempering treatment. Next, the microstructure was observed and mechanical properties were tested using the heat-treated test piece. Table 5 shows the results.

표 5는 오스템퍼링 열처리 후 기계적 성질을 나타낸 표이다.Table 5 is a table showing mechanical properties after austempering heat treatment.

[표 5][Table 5]

Figure 112018031892893-pat00005
Figure 112018031892893-pat00005

표 5를 참조하면, 오스템퍼링을 수행하지 않은 상기 표 3 및 상기 표 4에 나타난 결과에 비해 오스템퍼링을 수행한 경우 항복강도, 인장강도, 연신율 및 브리넬 경도가 모두 크게 강화된 것을 알 수 있다. 또한, 350°C의 온도에서 오스템퍼링처리를 수행할 경우, 30분 보다 60분 조건의 기계적 더 우수한 것으로 나타났다.Referring to Table 5, it can be seen that the yield strength, tensile strength, elongation and Brinell hardness are all significantly enhanced when the aus tempering is performed compared to the results shown in Tables 3 and 4 in which the austempering is not performed. In addition, when the austempering treatment was performed at a temperature of 350 °C, it was found that the mechanical condition of 60 minutes was better than 30 minutes.

실시예4Example 4

본 발명의 일실시예에 따른 자동차 견인용 후크 시제품을 제조하였다.A prototype hook for towing a vehicle according to an embodiment of the present invention was manufactured.

먼저, 1회 용해시 2.5톤의 용탕을 얻을 수 있는 유도 용해로를 이용하여 용탕을 제조하였다. 이때, 목표 조성은 3.5wt%C-2.7wt%Si로 설정하였다. 다음, 5%Mg-Fe-Si 합금을 구상화제로 사용하여 구상화처리 한 후 상기 용탕을 쉘 적층 주형에 주입하였다. 다음, 탄소함량이 1.5wt% 이하인 강 고철 및 4.34wt% 주물용 선철을 용해하여 기본 용탕을 얻었다. 이때, 상기 기본 용탕의 탄소 및 규소 함량을 조절하기 위하여 가탄제, 페로실리콘 및 탄화 규소를 첨가하였다. 다음, 300kg 용량의 레이들을 이용하여 출탕하였다. 이때, 출탕온도는 1500°C였다. 출탕시 샌드위치법으로 구상화처리 하였으며, 0.040wt%의 잔류 마그네슘 함량을 얻기 휘하여 5%Mg-Fe-Si 합금을 첨가하여 구상화처리하였다. 다음, 레이들 중 용탕 표면의 슬래그를 제거하고 규소함량을 0.4wt% 증가 시키는 방법으로 후 접종 처리하였다.First, a molten metal was prepared using an induction melting furnace capable of obtaining 2.5 tons of molten metal upon one dissolution. At this time, the target composition was set to 3.5wt%C-2.7wt%Si. Next, a 5% Mg-Fe-Si alloy was used as a spheroidizing agent to spheroidize, and the molten metal was injected into a shell lamination mold. Next, a basic molten metal was obtained by dissolving steel scrap iron having a carbon content of 1.5 wt% or less and pig iron for casting 4.34 wt%. At this time, a recarburizing agent, ferrosilicon, and silicon carbide were added to adjust the carbon and silicon content of the basic molten metal. Next, tapping was performed using a ladle of 300kg capacity. At this time, the tapping temperature was 1500 °C. During tapping, spheroidization was performed by a sandwich method, and a 5% Mg-Fe-Si alloy was added to obtain a residual magnesium content of 0.040wt%. Next, the ladle was subjected to post inoculation by removing slag from the surface of the molten metal and increasing the silicon content by 0.4wt%.

다음, 약 1400°C의 온도에서 쉘 적층 주형에 용탕을 주입하였다. 이때, 소형 레이들을 이용하여 화학조성 분석용 칠 시편을 얻기 위한 금형에 용탕을 주입하였다. 마지막으로, 완전히 응고가 일어난 후 상온에서 탈사하였다. 상기 분석용 칠 시편을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 특성을 평가하여 표 6에 나타내었다.Next, a molten metal was injected into the shell-laminated mold at a temperature of about 1400 °C. At this time, the molten metal was injected into the mold to obtain a coating specimen for chemical composition analysis using a small ladle. Finally, after complete coagulation took place, it was desalited at room temperature. The characteristics of the Autempered nodular cast iron hooks according to the embodiment of the present invention were evaluated using the above-described analytical coating specimen and are shown in Table 6.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 시제품의 사진이다.Figure 4 is a photograph of a prototype of austempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention.

표 6은 본 발명의 실시예에 따른 후크 시제품의 미세 조직 및 기계적 특성을 나타낸 표이다.Table 6 is a table showing the microstructure and mechanical properties of the hook prototype according to an embodiment of the present invention.

[표 6][Table 6]

Figure 112018031892893-pat00006
Figure 112018031892893-pat00006

표 6을 참조하면, 발명의 실시예에 따른 후크 시제품의 구상화율이 90% 이상이며, 높은 펄라이트 부피분률을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 오스템퍼링 처리 전과 후를 비교하였을 때, 오스템퍼링을 수행한 경우 상기 후크 시제품의 경도가 크게 증가한 것을 알 수 있다.Referring to Table 6, it can be seen that the spheroidization rate of the hook prototype according to the embodiment of the present invention is 90% or more, and has a high volume fraction of pearlite. In addition, when comparing before and after the austempering treatment, it can be seen that the hardness of the hook prototype was significantly increased when the austempering was performed.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 쉘 적층 주조를 통해 기계적 성질이 우수한 후크를 제조할 수 있다.Therefore, when manufacturing an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having excellent mechanical properties through shell lamination casting.

또한, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 쉘 적층 주조를 통해 높은 생산성 및 회수율을 갖는 후크를 제조할 수 있다.In addition, when manufacturing an Autempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having a high productivity and recovery rate through the shell lamination casting.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 오스템퍼링을 통해 고강도 저경량 특성을 갖는 후크를 제조할 수 있다.Further, when manufacturing an Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having high strength and low weight characteristics through Ostempering.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따라 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 제조할 경우, 최적조성 및 오스템퍼링을 통해 높은 인장강도를 갖는 후크를 제조할 수 있다.Further, when manufacturing an austempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a hook having high tensile strength through optimal composition and austempering.

본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크를 설명한다.An Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the austempered nodular cast iron hook is characterized in that it is manufactured by the method of manufacturing the austempered nodular cast iron hook.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 인장강도는 800N/mm2 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the tensile strength of the austempered nodular cast iron hook is characterized in that 800N / mm 2 or more.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 항복강도는 750N/mm2 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the yield strength of the austempered nodular cast iron hook is characterized in that 750N/mm 2 or more.

이때, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 연신율은 9% 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the elongation of the Oustempered nodular cast iron hook is characterized in that 9% or more.

본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 쉘 적층 주조를 통해 기계적 성질이 우수한 후크를 제공할 수 있다.Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention can provide a hook having excellent mechanical properties through the shell lamination casting.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 쉘 적층 주조를 통해 높은 생산성 및 회수율을 갖는 후크를 제공할 수 있다.In addition, the Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention can provide a hook having a high productivity and recovery rate through shell lamination casting.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 오스템퍼링을 통해 고강도 저경량 특성을 갖는 후크를 제공할 수 있다.Further, the Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention may provide a hook having high strength and low weight characteristics through austempering.

나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 오스템퍼드 구상흑연주철 후크는 최적조성 및 오스템퍼링을 통해 높은 인장강도를 갖는 후크를 제공할 수 있다.Furthermore, the Ostempered nodular cast iron hook according to an embodiment of the present invention can provide a hook having high tensile strength through optimum composition and austempering.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (10)

탄소(C) 3.3wt% 내지 3.5 wt%, 규소(Si) 2.5 wt% 내지 2.7 wt% 및 마그네슘(Mg) 0.04 wt% 내지 0.05 wt%을 포함하고 잔부가 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진 용탕을 쉘 적층 주형에 장입하는 단계;
상기 쉘 적층 주형에 장입한 용탕을 오스테나이트화 처리하는 단계; 및
상기 오스테나이트화 처리한 용탕을 염욕로에서 오스템퍼링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
흑연 구상화율이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법.
A molten metal containing 3.3 wt% to 3.5 wt% of carbon, 2.5 wt% to 2.7 wt% of silicon (Si), and 0.04 wt% to 0.05 wt% of magnesium (Mg), and the balance consisting of iron (Fe) and unavoidable impurities Charging the shell laminated mold;
Austenizing the molten metal charged into the shell-laminated mold; And
It characterized in that it comprises the step of performing austempering the austenitized molten metal in a salt bath,
Ostempered nodular cast iron hook manufacturing method, characterized in that the graphite spheroidization rate is 90% or more.
제1항에 있어서,
상기 오스테나이트화 처리하는 단계는 800°C 내지 1000°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법.
The method of claim 1,
The step of the austenitizing treatment is performed at a temperature of 800 °C to 1000 °C. Austempered nodular cast iron hook manufacturing method.
제2항에 있어서,
상기 오스테나이트화 처리하는 단계는 1시간 내지 3시간 수행하는 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법.
The method of claim 2,
The step of the austenitizing treatment is a method of manufacturing an austenitized nodular cast iron hook, characterized in that performed for 1 to 3 hours.
제1항에 있어서,
상기 오스템퍼링을 수행하는 단계는 250°C 내지 450°C의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법.
The method of claim 1,
The austempered nodular cast iron hook manufacturing method, characterized in that the step of performing the austempering is performed at a temperature of 250 °C to 450 °C.
제4항에 있어서,
상기 오스템퍼링을 수행하는 단계는 30분 내지 90분 수행하는 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법.
The method of claim 4,
The austempered nodular cast iron hook manufacturing method, characterized in that the step of performing the austempering is performed for 30 to 90 minutes.
삭제delete 제1항의 오스템퍼드 구상흑연주철 후크 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크.Austempered nodular cast iron hook, characterized in that produced by the method of manufacturing austempered nodular cast iron hook of claim 1. 제7항에 있어서,
상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 인장강도는 800N/mm2 이상인 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크.
The method of claim 7,
Ostempered nodular cast iron hook, characterized in that the tensile strength of the austempered nodular cast iron hook is 800N/mm 2 or more.
제7항에 있어서,
상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 항복강도는 750N/mm2 이상인 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크.
The method of claim 7,
Ostempered nodular cast iron hook, characterized in that the yield strength of the austempered nodular cast iron hook is 750N / mm 2 or more.
제7항에 있어서,
상기 오스템퍼드 구상흑연주철 후크의 연신율은 9% 이상인 것을 특징으로 하는 오스템퍼드 구상흑연주철 후크.
The method of claim 7,
Ostempered nodular cast iron hook, characterized in that the elongation of the austempered nodular cast iron hook is 9% or more.
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