KR102314171B1

KR102314171B1 - 자동차 휠허브용 베어링강 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR102314171B1
Application number: KR1020197035801A
Authority: KR
Inventors: 샹지앙 리우; 젠지 완; 종제 후앙; 퀴앙 마; 지펭 한
Original assignee: 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2021-10-19
Also published as: JP6862578B2; WO2018214863A1; KR20200003176A; DE112018002705T5; CN108929997B; CN108929997A; JP2020521053A

Abstract

자동차 휠허브용 베어링강 및 그의 제조방법으로서, 그 화학성분 중량백분율은 탄소: 0.58~0.61%; 규소: ≤ 0.15%; 망간: 0.87~0.95%; 구리: 0.10~0.25%; 몰리브데늄: 0.12~0.18%; 크로뮴: 0.10~0.20%; 황: ≤ 0.015%; 인: ≤ 0.015%; 알루미늄: 0.008~0.015%; 산소: ≤ 0.0006%; 질소: 0.006~0.015%; 수소: ≤ 0.0001%; 티타늄: ≤ 0.0015%이고; 나머지는 철 및 불가피한 불순물이며, 또한 C%+Mn%/3=0.87~0.95, Al/N=0.85~1.15를 동시에 만족시킨다. 본 발명의 베어링강은 내부식성, 미세한 결정립, 높은 순정도, 우수한 강인성(toughness) 성능 등의 특징을 구비한다. 베어링강의 인장강도는 800~900MPa로서, 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장할 수 있다.

Description

자동차 휠허브용 베어링강 및 그의 제조방법

본 발명은 베어링강에 관한 것으로서, 특히 자동차 휠허브용 베어링강 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 휠허브 베어링의 작용은 차체를 지지하고 바퀴의 회전을 안내하는 것으로서, 축방향 부하를 견딜 뿐만 아니라 반경방향의 부하도 견딘다. 자동차 휠허브 베어링 유닛의 사용 범위와 사용량이 갈수록 증가함에 따라, 현재는 이미 3세대까지 발전하였다. 1세대는 복렬앵귤러콘택트베어링(double-row angular contact bearing)으로 구성되고; 2세대는 레이스웨이에 베어링을 고정시키기 위한 플랜지를 구비하여, 간단하게 베어링을 휠축에 끼우고 너트로 고정시키는 방식이며; 3세대 휠허브 베어링 유닛은 베어링 유닛과 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)이 결합된 방식이다. 휠허브 유닛은 내부 플랜지와 외부 플랜지로 설계되며, 내부 플랜지는 볼트를 이용하여 구동축에 고정되고, 외부 플랜지가 베어링 전체를 함께 장착시킨다. 3세대 휠허브 베어링의 출현으로 인해 휠허브 베어링의 장착과 정비가 더욱 편리해졌으며, 휠허브 베어링강의 성능에 대한 요구 역시 갈수록 높아지고 있다.

자동차 휠허브 베어링을 제조하기 위한 베어링강은 일반적으로 중탄소강, 예를 들어 S55C를 사용하며, 그 화학 성분은 C: 0.52~0.58%，Si: 0.15~0.35%，Mn: 0.60~0.90%，Cr ≤ 0.20%，P ≤ 0.030%，S ≤ 0.035%，Ni ≤ 0.20%，Cu ≤ 0.30%，Ni+Cr ≤ 0.35%이다.

단조 기술이 발전함에 따라, 자동차 휠허브의 블랭크(blank)는 일반 가열로를 통한 가열(가열 매질: 천연가스 또는 석탄가스) + 자유 형 단조(free die forging) 생산 공정으로부터 멀티스테이션 고속 단압기로 베어링 링 블랭크를 제조하는 열간단조 생산 공정으로 발전하였다.

신규한 고속 단압 공정은 중주파 유도 가열로(medium-frequency induction heating furnace)의 가열과 탑 단조(tower forging) 공정을 이용하며, 탑 단조 공정은 단일 부재를 넓게 펴고 단압한 후 탑 단조를 실시하고, 이어서 외륜과 내륜으로 분리하여, 외륜을 확장시키고, 내륜에 구멍을 천공한다.신규한 고속 단압 공정을 채택할 경우 생산 효율이 높고, 치수의 정밀도가 높으며, 재료 수율이 높고, 금속의 유선(streamline) 분포가 양호하며, 결정립이 미세화되어, 금속의 내부 조직이 개선되는 효과를 구비하나, 단 자동차 휠허브의 베어링강 재료에 대한 요구는 더욱 엄격해진다. 또한, 모 합자 자동차 브랜드 시장을 통한 휠허브 불량품 반품의 해석 분류에 따르면, 통상적인 휠허브 베어링의 실효 모드는 5종이며, 피로 파괴, 마모, 부식, 전기 부식, 소성 변형, 균열을 포함한다. 따라서, 휠허브 베어링강은 반드시 미세한 결정립, 균일한 경도, 내부식 성능, 높은 순정도(비금속 개재물, 잔여 원소와 가스 포함)를 구비해야 하며, 이밖에, 양호한 단압 성능과 금형 수명도 구비해야 한다. 특히 차후 공정의 고주파 ??칭은 레이스웨이면이 730~780HV인 경도를 획득하여야 할 뿐만 아니라, 이와 동시에 일정한 ??칭 경화층 심도도 요구된다.

중국 특허 출원번호 200710045281.2와 중국 특허 출원번호 201610001624.4는 자동차 휠허브의 베어링강에 대한 발명 특허이다. 중국 특허 출원번호 200710045281.2는 S55C를 기초로 최적화를 실시한 중탄소 베어링강으로서, 작은 레이스웨이면의 경도 차를 획득하기 위해 탄소 함량 범위를 축소시키고, 결정립의 크기를 미세화하고 Al2O3 유형의 개재물을 감소시키기 위해 Al 함량을 한정함과 동시에, 유해 원소인 Ti를 제어한다. 특허 출원번호 201610001624.4는 미세합금 승용차 카본 휠 베어링강으로서, 용도에 대한 한정 이외에 주로 Al 원소를 첨가하여 결정립을 미세화한다.

그러나, 단순히 Al을 투입하여 결정립을 미세화할 경우 종종 상응하는 결정립 미세화 효과를 얻을 수 없다. 종래의 자동차 휠허브 베어링강은 탄소 함량이 낮아 휠허브 베어링의 레이스웨이면의 경도를 효과적으로 개선할 수 없으며, 휠허브 베어링강 봉재에 대응시켜 설명하면, 중심과 가장자리의 탄소 편차가 지나치게 커 휠허브 베어링의 레이스웨이면의 경도 편차가 > 50HV에 이른다. 종래의 휠허브 베어링강은 순정도 제어가 미흡하여, 특히 산소 함량, 티타늄 함량이 높아 단일입자 구상 산화물과 질화티타늄 유형의 개재물이 27㎛을 초과함으로써, 휠허브 베어링의 레이스웨이면의 조기 박리와 효력 상실을 초래한다.

본 발명의 목적은 내부식, 미세한 결정립, 높은 순정도, 우수한 강인성 성능 등의 특징을 구비하고; 인장강도가 800~900MPa로서, 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장할 수 있는 자동차 휠허브 베어링강 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 구현하기 위한 본 발명의 기술방안은 다음과 같다.

자동차 휠허브 베어링의 레이스웨이면의 고주파 ??칭 후 경도는 730~780HV이고, 레이스웨이면의 ??칭 경화층 심도는 2.0~35 mm(마삭 부분 불포함)에 이르며, 경도 편차는 ≤ 50HV이 요구된다. 상기 기술 지표에 안정적으로 도달하려면, ??칭 경도층 심도와 조직의 균일성을 제어할 필요가 있다. 성분 설계는 주로 합금 원소 C와 Mn을 합리적으로 매칭시키고(??칭 경화층 심도와 내마모 성능을 고려하여), 이와 동시에 ??칭 경화능(hardenablilty) 원소인 Mo를 추가하여, AlN이 결정립계(grain boundary)에 확산되어 석출되도록 제어한다. Al과 N 원소를 제어하는 목적은 결정립의 성장을 억제함과 동시에 Al₂O₃와 TiN 유형의 개재물(inclusion)의 출현을 방지하고자 하는 것이다. Mn과 Cu 원소를 첨가하는 합금 설계는 또한 휠허브 베어링이 내부식 성능을 갖추어 국부적인 공식(pitting corrosion)으로 인한 작업면의 박리를 방지하기 위한 것이기도 하다. 결정 입도의 미세화 방면의 설계는 또한 Nb 원소의 선택적인 첨가를 더 포함하며, 휠허브 단조 과정의 2차 결정립 미세화와 결합하여 최종적으로 미세한 결정립 조직을 획득할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 자동차 휠허브 베어링강은, 그 화학 성분의 중량백분율이 탄소: 0.58~0.61%; 규소 ≤ 0.15%； 망간：0.87~0.95%； 구리：0.10~0.25%； 몰리브데늄：0.12~0.18%； 크로뮴：0.10~0.20%； 황 ≤ 0.015%； 인 ≤ 0.015%； 알루미늄：0.008~0.015%； 산소 ≤ 0.0006%； 질소：0.006~0.015%； 수소 ≤ 0.0001%； 티타늄 ≤ 0.0015%이고; 그 나머지는 철 및 불가피한 불순물이며, 또한 C%+Mn%/3=0.87~0.95, Al/N=0.85~1.15를 동시에 만족시킨다.

또한, 0.020~0.040%의 니오븀을 더 포함한다.

또한, 상기 불순물은 Pb ≤ 0.002%，As ≤ 0.04%，Sn ≤ 0.005%，Sb ≤ 0.004% 또는 Ca ≤ 0.0010%를 포함한다.

본 발명의 강의 성분 설계에서,

탄소: 탄소 원소는 인성을 악화시키나, 탄소 원소는 베어링강의 강도와 내마모 성능을 보장하는 중요 원소로서, 자동차 휠허브 베어링강 중 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장하기 위하여, 탄소 함량을 반드시 0.58~0.61%로 제어해야 한다.

규소: 규소는 페라이트와 오스테나이트에 용해되어 강의 경도와 강도를 향상시킬 수 있으나, 단 본 강종 중 비교적 높은 규소는 페라이트 결정립의 조대화(coarsening)를 촉진할 수 있으므로, 본 발명의 강 중 규소는 ≤ 0.15%로 제어된다.

망간: 망간은 강도를 유지하기 위해 부분적으로 크로뮴을 대체할 수 있으며, 또한 망간은 ??칭 경화능을 현저하게 향상시킬 수 있는 주요 원소이다. 그러나 망간은 강 중 오스테나이트화 결정립의 성장을 촉진하는 단점이 있어, 반드시 망간의 함량을 추가적으로 제어해야 한다. 본 발명의 강에 추가되는 망간 함량은 0.87~0.95%이며, 또한 탄소 원소와 결합하여 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장하는 주요 원소이다.

Mn과 Fe는 고용체를 형성하는 동시에, 페라이트와 오스테나이트의 강도를 향상시키며; Mn은 조직을 균일하게 약화시키는 탄화물 형성 원소로서, 시멘타이트에 진입하여 일부 Fe 원자를 대체한다. 이밖에, Mn은 내마모성을 향상시키는 작용도 있다. 따라서, 상(phase)의 조직 계산과 실험 연구를 통해, Mn 함량을 0.87~0.95%로 제어하고 기타 원소와 배합하면 발명 중 상응하는 역할을 발휘할 수 있다.

크로뮴: 크로뮴은 강도, 경도 및 내마모성을 현저히 향상시킬 수 있으나, 단 이와 동시에 소성과 인성을 저하시킨다. 크로뮴은 또한 강의 항산화성과 내부식성을 향상시킬 수 있으므로, 발명의 강에는 크로뮴 0.10~0.20%이 첨가된다.

알루미늄: 알루미늄은 탈산제 및 결정립 미세화 원소이나, 단 시험에서 과다한 Al은 종종 Al₂O₃계 비금속 개재물을 형성할 수 있음이 밝혀졌으며, 이러한 난변형성 비금속 개재물은 종종 피로 파단(fatigue fracture)의 원인이 될 수 있어 베어링의 항충격 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 강종 중 완제품의 0.010~0.015%로 제어하는 점이 현저한 기술 특징이다.

니오븀: 전형적인 결정립 미세화 원소로서, 0.020-0.040%의 니오븀을 선택적으로 첨가하면 강재의 결정 입도를 개선하여 양호한 인성을 획득할 수 있다. 그러나, 과다한 니오븀은 종종 상응하는 탄화물을 응집시켜 인성 저하를 초래할 수 있다.

질소: 질소 원소는 본 발명의 강의 중요 합금 원소로서, 알루미늄과 질소로 형성된 AlN, 니오븀과 질소로 형성된 NbCN 등의 결정립 미세화 원소가 결정립계에 석출되어 7~9등급의 결정 입도를 획득하며, 질소 함량은 0.0060~0.015%로 제어된다.

구리: 구리 원소는 일반적으로 유해 원소로서 제어되며, 그 이유는 구리의 단점이 열가공 시 열취성(hot brittleness)을 발생시키기 쉽고, 특히 구리 함량이 0.5%를 초과 시 소성이 현저히 저하되기 때문이다. 제련 방식에 따라, 전기 아크로 제련(원료는 폐강 위주)은 종종 구리함량이 0.10~0.20%이므로 특별한 제어가 필요 없고, 전로 제련(원료는 고로 용강 위주)의 구리 함량은 일반적으로 0.05%로서, 별도로 구리 합금을 첨가할 필요가 있다. 본 발명의 강에 0.10~0.25%를 첨가하면 강도와 인성을 향상시킬 수 있으며, 특히 대기 부식(atmospheric corrosion) 성능을 향상시킬 수 있다. 실험실에서 여러 차례의 험을 거친 결과, 0.10~0.25%의 구리가 자동차 휠허브 베어링의 내부식 성능을 효과적으로 높일 수 있고, 특히 대기의 공식(pitting corrosion)을 감소시켜 베어링의 표면 박리를 감소시킬 수 있음이 밝혀졌다.

몰리브데늄: 몰리브데늄 원소는 강의 결정립을 미세화하여 ??칭 경화능을 향상시킬 수 있고, 또한 기계 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 불로 인해 야기되는 합금강의 취성을 억제할 수도 있다. 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 제어하기 위하여, 본 발명 중의 몰리브데늄은 상응하는 역할을 할 수 있도록 0.12~0.18%로 제어된다.

인, 황, 티타늄: 강 중의 불순물 원소는 강의 소성과 인성을 현저히 저하시킬 수 있다. 특히 인, 티타늄의 위해성이 가장 크므로, 황 ≤ 0.015%； 인 ≤ 0.010%； 티나늄 ≤ 0.0015%이다. 이와 동시에, 아연, 안티몬, 비스무트, 산소는 강 중의 불순물 원소로서, 기술 조건이 허용하는 한 그 함량을 최대한 낮추어야 한다.

본 발명의 상기 자동차 휠허브 베어링강의 제조방법은 이하 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:

1) 제련, 주조

상기 성분에 따라 전기 아크로 또는 전로 제련, 레이들 정련, 연속 주조를 이용하여 빌렛으로 주조하는 단계;

2) 압연

가열로의 온도를 600~900℃로 하여 빌렛을 가열하고, 빌렛을 가열로에 장입하여 20~40분 동안 보온하며; 120~200분 동안 1180~1220℃로 승온시키고, 80~180분 동안 보온하며;

분괴 압연기로 압연하여, 빌렛을 사각 빌렛으로 코깅하고;

사각 빌렛의 가열온도는 1160~1200℃로, 가열 시간은 80~120분으로 하고; 일반 압연 종료 온도를 760~900℃로 제어하여, 일반 압연 방법으로 사각 빌렛을 봉재로 압연하는 단계.

바람직하게는, 상기 레이들 정련 단계에서, 노외정련로의 레이들에 저알칼리도의 합성 슬래그 1.5~3kg/t의 용강을 투입하여 슬래그를 제조하고, Al 입자를 이용하여 침전시켜 탈산을 실시하며, Si-C 분말로 슬래그면의 탈산을 실시하고, 15분 간격으로 1회분씩 2~3회분을 투입하되, 매 회 투입량은 0.2-0.8kg/t의 용강이며; 노외정련로는 탑 슬래그의 알칼리도를 2~4로 제어한다.

바람직하게는, 상기 노외정련은 저알칼리도 합성 슬래그를 이용하며, 합성 슬래그 성분의 중량백분율은 CaO 51~53%，MgO 15~19%，Al₂O₃ 5~11%，SiO₂ 22~24%，P₂O₅ ≤ 0.10%，S ≤ 0.05%，H₂O ≤ 0.6%，CaO/SiO₂ 2.08~2.44이고; 합성 슬래그의 입도는 5~20 mm이다.

바람직하게는, 진공탈기에 진입하기 전, 용강의 온도는 1580~1610℃이고; 진공탈기 전 질화크롬선을 피드하여 질소 함량을 60~150ppm으로 조정하며, 알루미늄선을 피드하여 0.015~0.025%에 이르도록 알루미늄을 보충한다.

바람직하게는, 진공정련이 종료된 후, 레이들을 40분 이상 진정시키고, Ar을 소프트 블로우하여, 용강을 연속 주조하고, 과열도(super heat degree)를 ≤ 35℃로 제어하며, 응고 최종단 경압하(soft reduction) 및 전자기 교반 기술을 이용하여 강재의 편석(segregation)을 개선한다.

휠허브 베어링 작업은 비교적 큰 부하를 견디고, 휠허브 베어링강 중 변형되지 않는 개재물에 대해 비정상적으로 민감하므로, 제련 과정에서 O, Ti, S, P, H 등 잔여 원소가 반드시 일정 함량 이하로 저하되도록 제어하는 이외에, 단일입자의 변형되지 않는 구상 개재물도 반드시 제어해야 하며, 특히 최대 크기는 27㎛을 초과할 수 없다. 본 발명은 개성화된 정련 공정과 슬래그 정련 시스템을 설계하여 난변형성 개재물의 크기와 수량을 제어한다.

1. 본 발명은 강에 규소, 망간, 몰리브데늄, 구리, 질소 등 합금원소를 첨가하여 상응하는 성분 설계를 실시하였다. 자동차 휠허브 베어링강은 저 알칼리도의 합성 슬래그 정련을 이용하여 산화물과 질화티타늄 유형의 단일입자 개재물 크기를 효과적으로 제어하며; 경압하 및 전자기 교반 등 공정 수단을 이용하여 편석을 효과적으로 개선할 수 있다.

2. 자동차 휠허브 베어링강은 최신 고속 단압 공정에 적합하며, 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르며, 인장강도가 800~900MPa에 이르도록 보장할 수 있다.

3. 자동차 휠허브 베어링강의 결정 입도는 7~9 등급이다.

4. 자동차 휠허브 베어링강은 순정도가 높다: 단일입자의 최대 개재물 크기는 ≤ 27㎛이고, 산소 함량은 ≤ 6ppm이며, 티타늄 함량은 ≤ 0.0015%이다.

이하 실시예를 결합하여 본 발명에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

본 발명의 강의 실시예 성분은 표 1, 표 2를 참조하고, 실시예 강의 성능 파라미터는 표 3을 참조한다.

본 발명의 제조방법은 투스텝법 공정을 채택한다: 제1단계: 전기 아크로(또는 전로) 1차 제련 → 레이들로 진공 정련 → 빌렛 주조; 제2단계: 압연기의 열가공 압연으로 재료 제조.

제1단계: 150톤의 전기 아크로에서 용강의 1차 제련을 실시하고; 상응하는 톤수(tonnage)의 레이들 정련; 연속 주조를 실시하여, 화학 성분이 규정에 부합하는 320 mm×425 mm의 사각 빌렛을 생산한다.

① 1차 제련로: 1차 제련로는 전기 아크로이다. 1차 제련로의 출탕(tapping) 용강은 [P] ≤ 0.015%，[C] ≥ 0.10%에 이르며，T ≥ 1630℃일 때 출탕을 시작하고, 출탕 후기에 적량의 합성 슬래그를 투입한다. 출탕 시 레이들에 망간 알루미늄 합금(Al 함량은 22%)을 투입하며, Mn은 100% 회수율에 따라 제품 성분 중의 상한까지 첨가한다.

② 레이들 정련로: 노외정련로(LF) 가열 스테이지에서, 레이들에 저알칼리도의 합성 슬래그 2kg/t를 투입하여 슬래그를 제조하고, Al 입자를 이용하여 침전시켜 탈산(deoxidation)을 실시하며, Si-C 분말로 슬래그면의 탈산을 실시하고, 슬래그의 상황 및 강 중 규소 함량의 상황에 따라 투입량 및 투입 회차를 조정하여, 일반적으로 15분 간격으로 1회분씩 0.2-0.8kg/t의 용량을 투입하며, 정련 과정에서 시종 양호한 탈산을 유지하도록 해야 한다.

LF에서 저알칼리도의 슬래그를 초기에 조정하고, 정련로의 탑 슬래그의 알칼리도를 3-4로 제어한다.

진공탈기 전 질화크롬선을 피드하고(질소 함량을 60~150ppm으로 조정한다), 알루미늄선을 피드하여 0.015~0.025%에 이르도록 알루미늄을 보충하며; 진공탈기에 진입하기 전 용강의 온도는 1580~1610℃이고, 진공탈기는 저진공도(≤ 0.3kPa) 및 15min의 유지시간으로 제어하며; 진공 종료 후 온도는 1530~1560℃이다.

③ 주조: 진공정련이 종료된 후, 레이들을 40분 이상 진정시키고, Ar을 소프트 블로우한다(Ar의 압력 유량은 액면이 미세하게 진동하는 상태가 적당하다). 용강을 연속 주조하고, 과열도(super heat degree)를 ≤ 35℃로 제어하며, 응고 최종단 경압하(soft reduction) 및 전자기 교반 기술을 이용하여 강재의 편석(segregation)을 개선한다.

제2단계: 빌렛을 가열로에 열간 급송하여 860℃의 온도로 35분 동안 보온한다. 160분 동안 1260~1280℃까지 승온시키고, 160분 동안 보온한다. 일반 압연 공정에 따라, 분괴 압연기로 합격된 강괴를 200 mm×200 mm의 사각 빌렛으로 코깅한다. 빌렛을 압연기 가열로로 옮겨 1140℃의 온도로 가열하며, 가열시간은 130분이다. 최종 압연 온도는 835℃이다.

본 발명을 실시하여 생산된 자동차 휠허브용 베어링강의 베어링강 봉재를 자동차 휠허브 베어링으로 가공하고, 모 외자 자동차 회사를 통해 모 유명 차종에 조립한 후, 테스트를 거친 결과 각종 성능이 모두 사용 요구에 부합되었으며, S55C 등 종래의 중탄소 베어링강보다 수명이 뛰어나다.

(단위, wt%)

실시예	C	Si	Mn	Mo	Cr	Cu	P	S	Nb	Al
1	0.58	0.10	0.87	0.12	0.10	0.20	0.008	0.010	0.03	0.013
2	0.61	0.12	0.89	0.18	0.15	0.15	0.004	0.008	/	0.014
3	0.58	0.12	0.88	0.16	0.20	0.10	0.007	0.015	0.03	0.009
4	0.6	0.12	0.89	0.14	0.18	0.12	0.010	0.013	0.04	0.012
5	0.61	0.13	0.95	0.17	0.16	0.25	0.015	0.004	/	0.01
6	0.59	0.14	0.92	0.13	0.14	0.12	0.005	0.003	0.02	0.013
7	0.61	0.15	0.88	014	0.17	0.23	0.008	0.002	0.04	0.008

실시예	규격 (mm)	결정 입도 (급)	중심편석지수 (중심C%/제련C%)	인장강도 MPa	휠허브 레이스웨이면 경도HV	레이스웨이면 ??칭 경화층 심도，mm	단일입자 최대 개재물 크기 μm
1	55	9	0.99	850	760	2.5	27
2	65	8	1.0	865	730	3.0	13
3	65	7	1.0	870	780	3.5	13
4	65	7	0.98	860	760	2.5	27
5	55	8	1.01	869	740	2.0	9
6	65	9	1.02	870	735	2.8	13
7	60	8	0.99	880	770	3.2	13

Claims

자동차 휠허브용 베어링강에 있어서,
그 화학성분 중량백분율은
탄소: 0.58~0.61%;
규소: ≤ 0.15%;
망간: 0.87~0.95%;
구리: 0.10~0.25%;
몰리브데늄: 0.12~0.18%;
크로뮴: 0.10~0.20%;
황: ≤ 0.015%;
인: ≤ 0.015%;
알루미늄: 0.008~0.015%;
산소: ≤ 0.0006%;
질소: 0.006~0.015%;
수소: ≤ 0.0001%;
티타늄: ≤ 0.0015%이고;
나머지는 철 및 불가피한 불순물이며, 또한 C%+Mn%/3=0.87~0.95, Al/N=0.85~1.15를 동시에 만족시키고,
여기서 상기 자동차 휠허브용 베어링강의 인장강도는 800~900MPa로서, 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강.
제1항에 있어서,
0.020~0.040%의 니오븀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 불순물은 Pb ≤ 0.002%，As ≤ 0.04%，Sn ≤ 0.005%，Sb ≤ 0.004% 또는 Ca ≤ 0.0010%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강.
삭제
제1항 또는 제2항에 따른 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법에 있어서,
1) 제련, 주조단계
제1항 또는 제2항의 성분에 따라 전기 아크로(electric arc furnace) 또는 전로(converter) 제련, 레이들(ladle) 정련, 연주(continuous casting)를 이용하여 빌렛으로 주조하는 단계;
2) 압연
가열로의 온도를 600~900℃로 하여 빌렛을 가열하고, 빌렛을 가열로에 장입하여 20~40분 동안 보온하며; 120~200분 동안 1180~1220℃로 승온시키고, 80~180분 동안 보온하는 단계;
분괴 압연기(blooming mill)로 압연하여, 빌렛을 사각 빌렛으로 코깅(cogging)하는 단계;
사각 빌렛의 가열온도는 1160~1200℃로, 가열 시간은 80~120분으로 하고; 일반 압연 종료 온도를 760~900℃로 제어하여, 일반 압연 방법으로 사각 빌렛을 봉재로 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 레이들 정련 단계에서, 노외정련로(secondary refining furncace)의 레이들에 저알칼리도의 합성 슬래그 1.5~3kg/t의 용강을 투입하여 슬래그를 제조하고, Al 입자를 이용하여 침전시켜 탈산(deoxidation)을 실시하며, Si-C 분말로 슬래그면의 탈산을 실시하고, 15분 간격으로 1회분씩 2~3회분을 투입하되, 매 회 투입량은 0.2-0.8kg/t의 용강이며; 노외정련로는 탑 슬래그의 알칼리도를 2~4로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 저알칼리도의 합성 슬래그는 중량백분율로, CaO 51~53%，MgO 15~19%，Al₂O₃ 5~11%，SiO₂ 22~24%，P₂O₅ ≤ 0.10%，S ≤ 0.05%，H₂O ≤ 0.6%로 이루어지며, 여기서 CaO/SiO₂ 2.08~2.44이고; 상기 저알칼리도의 합성 슬래그의 입도는 5~20 mm인 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.
제5항에 있어서,
진공탈기에 진입하기 전, 용강의 온도는 1580~1610℃이고; 진공탈기 전 질화크롬선을 피드하여 질소 함량을 60~150ppm으로 조정하며, 알루미늄선을 피드하여 0.015~0.025%에 이르도록 알루미늄을 보충하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.
제5항에 있어서,
진공정련이 종료된 후, 레이들을 40분 이상 진정시키고, Ar을 소프트 블로우하여, 용강을 연속 주조하고, 과열도(super heat degree)를 ≤ 35℃로 제어하며, 응고 최종단 경압하(soft reduction) 및 전자기 교반 기술을 이용하여 강재의 편석(segregation)을 개선하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 자동차 휠허브용 베어링강의 인장강도는 800~900MPa로서, 고주파 ??칭 레이스웨이 면의 경도가 730~780HV에 이르고, 레이스웨이 면의 ??칭 경화층 심도가 2.0~3.5 mm에 이르도록 보장할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 휠허브용 베어링강의 제조방법.