KR102391013B1 - Stainless steel powder and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고내식성 및 상자성 특성을 갖춘 스테인리스강 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스강 분말은 중량%로, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.The present invention relates to a stainless steel powder having high corrosion resistance and paramagnetic properties and a method for manufacturing the same.
Stainless steel powder according to an embodiment of the present invention by weight%, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, the remaining Fe and other unavoidable impurities includes
Description
본 발명은 스테인리스강 분말 및 그 제조방법 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고내식성 및 상자성 특성을 갖춘 스테인리스강 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stainless steel powder, a method for manufacturing the same, and more particularly, to a stainless steel powder having high corrosion resistance and paramagnetic properties and a method for manufacturing the same.
최근 자동차 산업은 경량화 및 고성능을 갖춘 부품에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Recently, in the automobile industry, research on parts with light weight and high performance is being actively conducted.
또한, 생산인구의 감소와 스마트 팩토리라는 관점하에 자동화 생산을 통한 정밀한 공정 제어로 자동차 품질을 향상시키는 연구도 꾸준하게 이루어지고 있다.In addition, research on improving the quality of automobiles through precise process control through automated production under the perspective of a reduction in the productive population and a smart factory is also being conducted continuously.
이러한 동향에 맞춰서 고내식성을 갖는 스테인리스강 분말을 자동차 부품에 응용하는 비율이 증가하고 있는 추세이다. 또한, 자동차 부품을 조립하는데 있어 로봇의 응용이 확대됨에 따라 해당 부품이 로봇팔에 탈부착이 용이하도록 자성 특성을 갖는 스테인리스강 분말의 개발 필요성이 대두되고 있다.In line with this trend, the rate of application of stainless steel powder having high corrosion resistance to automobile parts is increasing. In addition, as the application of robots in assembling automobile parts is expanded, the need for the development of stainless steel powder having magnetic properties so that the parts can be easily attached to and detached from the robot arm is emerging.
본 발명은 Mo, Si 및 Ni의 함량을 최적화하여 분말내 산소의 함량을 제어하여 고내식 및 상자성 특성을 갖춘 스테인리스강 분말 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides a stainless steel powder having high corrosion resistance and paramagnetic properties by controlling the oxygen content in the powder by optimizing the content of Mo, Si and Ni, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스강 분말은 중량%로, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.The stainless steel powder according to an embodiment of the present invention is, by weight, Cr: 16 to 18%, Mo: 1.5 to 4%, Ni: 3.5 to 6%, Si: 1.5 to 2.5%, remaining Fe and other unavoidable impurities includes
상기 스테인리스강 분말은 Mn: 0.8% 이하, C: 0.1% 이하 또는 이들의 조합을더 포함할 수 있다.The stainless steel powder may further include Mn: 0.8% or less, C: 0.1% or less, or a combination thereof.
이때 상기 스테인리스강 분말의 산소함량은 0.15% 이하인 것을 특징으로 한다.At this time, the oxygen content of the stainless steel powder is characterized in that 0.15% or less.
상기 스테인리스강 분말은 5%의 NaCl이 첨가된 염수(35℃)를 이용한 염수분무시험에서 720hr 이상을 만족하는 것을 특징으로 한다.The stainless steel powder is characterized in that it satisfies 720 hr or more in a salt spray test using brine (35° C.) to which 5% NaCl is added.
상기 스테인리스강 분말은 상자성 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.The stainless steel powder is characterized in that it has paramagnetic properties.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스테인리스강 분말의 제조방법은 중량%로, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용강을 준비하는 단계와; 상기 용강을 수분사 또는 가스분사하여 분말화 시키는 단계를 포함한다.On the other hand, the manufacturing method of the stainless steel powder according to an embodiment of the present invention by weight, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, the rest Preparing molten steel containing Fe and other unavoidable impurities; and pulverizing the molten steel by water spraying or gas spraying.
상기 용강을 준비하는 단계는 Si를 제외한 나머지 합금 성분의 함량을 조정한 모재료를 먼저 용해하여 용강을 형성한 이후에 Si은 페로실리콘 형태로 용강에 투입되어 함량이 조정되는 것이 바람직하다.In the step of preparing the molten steel, it is preferable that the content of Si is added to the molten steel in the form of ferrosilicon to be adjusted after first melting the parent material having the content of the remaining alloy components except for Si to form molten steel.
상기 분말화 시키는 단계 이후에 분말을 열처리하는 단계를 더 포함하고, 상기 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 450 ~ 650℃이고, 열처리 시간은 30 분 ~ 4시간이며, 열처리 분위기는 수소가스, 질소가스, 수소-질소 혼합가스 및 암모니아 분해 가스 중 선택되는 가스 분위기인 것이 바람직하다.Further comprising the step of heat-treating the powder after the powdering step, in the heat-treating step, the heat treatment temperature is 450 ~ 650 ℃, the heat treatment time is 30 minutes ~ 4 hours, the heat treatment atmosphere is hydrogen gas, nitrogen gas, It is preferable that the gas atmosphere is selected from hydrogen-nitrogen mixed gas and ammonia decomposition gas.
본 발명의 실시예에 따르면, Mo, Si 및 Ni의 함량을 최적화하여 분말내 산소함량을 0.15% 이하로 제어할 수 있고, 이에 따라 고내식성 및 상자성 특성을 기대할 수 있는 스테인리스강 분말을 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by optimizing the content of Mo, Si and Ni, the oxygen content in the powder can be controlled to 0.15% or less, and thus, a stainless steel powder with high corrosion resistance and paramagnetic properties can be obtained. .
도 1은 Si 함량에 따른 분말의 SEM 사진이다.1 is an SEM photograph of powder according to Si content.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you.
본 발명에 따른 스테인리스강 분말은 고내식성을 가지면서, 조립공정에서 로봇팔에 설치된 전자석의 ON 또는 OFF에 의해 탈부착될 수 있도록 상자성 특성을 갖는 자동차용 부품을 제작하는데 사용되는 스테인리스강 분말에 대한 것이다.The stainless steel powder according to the present invention relates to a stainless steel powder used for manufacturing automobile parts having high corrosion resistance and having paramagnetic properties so that it can be attached and detached by ON or OFF of an electromagnet installed in a robot arm in the assembly process. .
구체적으로 본 발명에 따른 스테인리스강 분말은 중량%로, Cr: 16 ~ 18%, Mo: 1.5 ~ 4%, Ni: 3.5 ~ 6%, Si: 1.5 ~ 2.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 또한, Mn: 0.8% 이하, C: 0.1% 이하 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 그래서, 스테인리스강 분말 내 산소함량은 0.15% 이하로 제어된다.Specifically, the stainless steel powder according to the present invention includes, by weight, Cr: 16 to 18%, Mo: 1.5 to 4%, Ni: 3.5 to 6%, Si: 1.5 to 2.5%, the remainder of Fe and other unavoidable impurities. do. In addition, Mn: 0.8% or less, C: 0.1% or less, or a combination thereof may be further included. So, the oxygen content in the stainless steel powder is controlled to 0.15% or less.
본 발명에서 합금성분 및 그 조성범위를 한정하는 이유는 아래와 같다. 이하, 특별한 언급이 없는 한 조성범위의 단위로 기재된 %는 중량%를 의미한다.The reason for limiting the alloy component and its composition range in the present invention is as follows. Hereinafter, unless otherwise specified, % described in units of the composition range means weight %.
크롬(Cr)은 16 ~ 18%를 함유하는 것이 바람직하다.Chromium (Cr) preferably contains 16 to 18%.
크롬(Cr)은 스테인리스강 분말의 내식성을 확보하기 위하여 가장 중요하게 첨가되는 원소이다. 일반적인 스테인리스강 분말은 크롬(Cr)의 함량을 12 ~ 20% 범위로 제어하지만, 본 발명에서는 내식성의 향상을 위하여 16% 이상의 크롬(Cr)을 첨가하였다. 하지만, 크롬(Cr)이 18%를 초과하면 연신율과 같은 특성이 저하되고, 원가가 상승하는 문제가 있다.Chromium (Cr) is the most important element added to secure the corrosion resistance of the stainless steel powder. In general stainless steel powder, the content of chromium (Cr) is controlled in the range of 12 to 20%, but in the present invention, 16% or more of chromium (Cr) is added to improve corrosion resistance. However, when chromium (Cr) exceeds 18%, there is a problem in that properties such as elongation are deteriorated and the cost is increased.
몰리브덴(Mo)은 1.5 ~ 4%를 함유하는 것이 바람직하다.Molybdenum (Mo) preferably contains 1.5 to 4%.
몰리브덴(Mo)은 부동태피막의 재부동태화를 촉진해, 스테인리스강 분말의 내식성을 향상시키는 원소로서, 크롬(Cr)과 함께 첨가하여 그 효과는 배가된다. 또한, 본 발명에서는 스테인리스강의 분말화 된 경우 분말 내 산소함량을 제어하는 원소이다. 몰리브덴(Mo)에 의한 내식성 향상 효과를 위하여 1.5% 이상 첨가하고, 몰리브덴(Mo)이 4%를 초과하면 가격이 비싸지는 문제가 있다. Molybdenum (Mo) is an element that promotes the re-passivation of the passivation film and improves the corrosion resistance of the stainless steel powder. When added together with chromium (Cr), the effect is doubled. In addition, in the present invention, when the stainless steel is powdered, it is an element that controls the oxygen content in the powder. For the effect of improving corrosion resistance by molybdenum (Mo), 1.5% or more is added, and when molybdenum (Mo) exceeds 4%, there is a problem in that the price becomes expensive.
또한, 몰리브덴(Mo)의 함량이 4%를 초과하면 자기적 특성이 후술되는 종래예인 Fe-17%Cr 스테인리스강 분말 대비 50% 미만으로 감소되면서, 로봇팔 부착률이 저하되어 자동화 공정에 적용하는 것이 어려워지는 문제가 있다.In addition, when the content of molybdenum (Mo) exceeds 4%, the magnetic properties are reduced to less than 50% compared to the conventional example Fe-17%Cr stainless steel powder, which will be described later, while the robot arm attachment rate is lowered and applied to automated processes. There is a problem that makes it difficult.
니켈(Ni)은 3.5 ~ 6%를 함유하는 것이 바람직하다.Nickel (Ni) preferably contains 3.5 to 6%.
니켈(Ni)도 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo)과 같이 스테인리스강 분말이 내식성을 향상시키는 원소면서, 스테인리스강의 분말화 된 경우 분말 내 산소함량을 제어하는 원소이다. 니켈(Ni)에 의한 내식성 향상 효과를 위하여 3.5% 이상 첨가하고, 니켈(Ni)이 6%를 초과하면 연신율과 같은 특성이 저하되고, 원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 니켈(Ni)의 함량이 6%를 초과하면 자기적 특성이 후술되는 종래예인 Fe-17%Cr 스테인리스강 분말 대비 50% 미만으로 감소되면서, 로봇팔 부착률이 저하되어 자동화 공정에 적용하는 것이 어려워지는 문제가 있다.Nickel (Ni) is also an element that improves corrosion resistance of stainless steel powder like chromium (Cr) and molybdenum (Mo), and controls the oxygen content in the powder when stainless steel is powdered. In order to improve the corrosion resistance by nickel (Ni), 3.5% or more is added, and when nickel (Ni) exceeds 6%, properties such as elongation are deteriorated, and there is a problem in that the cost is increased. In addition, when the content of nickel (Ni) exceeds 6%, the magnetic properties are reduced to less than 50% compared to Fe-17%Cr stainless steel powder, which is a conventional example to be described later, while the robot arm attachment rate is lowered and applied to automated processes. There is a problem that makes it difficult.
규소(Si)는 1.5 ~ 2.5%를 함유하는 것이 바람직하다.Silicon (Si) preferably contains 1.5 to 2.5%.
규소(Si)는 분말 내 산소함량을 제어하는 매우 중요한 원소로서, 스테인리스강 분말 내 산소함량을 제어를 위하여 1.5% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 스테인리스강 분말에는 산화성이 매우 높은 크롬(Cr)이 많이 포함되어 있기 때문에 대기 용해나 본 실시예와 같이 수분사를 진행하게 될 경우 대기 내 산소나, 물 내 산소와의 반응으로 인해 급격하게 산화되어 분말 내 산소 성분이 증가하게 된다. 이 때 Si 첨가량 제어를 통해 분말 내 산소의 함량을 제어할 수 있다. 하지만 2.5%를 초과하면 분말 내 산소의 함량을 더 낮게 제어할 수 있지만, 소재 내 Si계 산화물 형태의 비정상 입자가 생성되어 상자성 특성이 현저하게 저하되는 문제가 발생한다.Silicon (Si) is a very important element for controlling the oxygen content in the powder, and it is preferable to add 1.5% or more to control the oxygen content in the stainless steel powder. Since stainless steel powder contains a lot of chromium (Cr) with very high oxidizing property, it is rapidly oxidized due to the reaction with oxygen in the atmosphere or oxygen in water when it is dissolved in the atmosphere or water sprayed as in this example. The oxygen content in the powder increases. At this time, the content of oxygen in the powder can be controlled by controlling the amount of Si added. However, when it exceeds 2.5%, the oxygen content in the powder can be controlled to be lower, but abnormal particles in the form of Si-based oxides are generated in the material, which causes a problem in that paramagnetic properties are remarkably deteriorated.
도 1은 Si 함량에 따른 분말의 SEM 사진으로서, 도 1의 a)는 Si의 함량이 2.5%인 경우로서 Si계 산화물이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있지만, 도 1의 b)는 Si의 함량이 3%인 경우로서 Si계 산화물 형태의 비정상 입자(화살표로 지시)가 관찰되는 것을 확인할 수 있었다.1 is an SEM photograph of the powder according to the Si content. In FIG. 1 a), it can be confirmed that the Si-based oxide is not formed when the Si content is 2.5%, but in FIG. 1 b) the Si content is In the case of 3%, it was confirmed that abnormal particles (indicated by arrows) in the form of Si-based oxides were observed.
망간(Mn)은 0.8% 이하로 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable to contain manganese (Mn) in 0.8% or less.
망간(Mn)은 스테인리스강 분말의 강도에 영향이 있는 원소로서, 과잉 함유시 부식의 원인이 되는 MnS를 석출시켜 내식성이 저하되므로 그 함량을 0.8% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.Manganese (Mn) is an element that affects the strength of stainless steel powder, and when excessively contained, MnS, which causes corrosion, is precipitated to decrease corrosion resistance, so it is preferable to control the content to 0.8% or less.
탄소(C)는 0.1% 이하로 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable to contain carbon (C) in 0.1% or less.
탄소(C)는 스테인리스강 분말의 강도에 영향이 있는 원소로서, 과잉 함유시 가공성이 감소하므로 그 함량을 0.1% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.Carbon (C) is an element that affects the strength of stainless steel powder, and when it is excessively contained, workability is reduced, so it is preferable to control its content to 0.1% or less.
한편, 분말 내 산소의 함량을 0.15% 이하로 제한하는 이유는 분말 내 산소가 제시한 범위보다 많은 경우 성형성이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다. 보다 구체적으로 설명하며, 스테인리스강 분말을 이용하여 자동차 부품을 성형하는 경우에 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 소결을 진행하게 되는데, 분위기 내 수소와 성형체 내 산소가 반응하여 H2O가 발생한다. H2O의 발생에 의해 성형체 내 산소함량이 감소하는 효과는 있으나, 이때 성형체 내 산소가 있던 자리는 기공으로 잔존하게 되므로, 자동차 부품의 강도에 악영향을 미치게 된다.On the other hand, the reason for limiting the content of oxygen in the powder to 0.15% or less is that when the oxygen content in the powder is more than the suggested range, a problem of lowering of the formability occurs. More specifically, in the case of molding automobile parts using stainless steel powder, sintering is performed in a reducing atmosphere containing hydrogen, and hydrogen in the atmosphere and oxygen in the molded body react to generate H 2 O. Although there is an effect of reducing the oxygen content in the molded body by the generation of H 2 O, at this time, the oxygen positions in the molded body remain as pores, thereby adversely affecting the strength of automobile parts.
상기한 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피하게 함유되는 불순물이다.The remainder other than the above-described components is Fe and unavoidably contained impurities.
한편, 본 발명에 따른 스테인리스강 분말의 제조방법은 상기와 같은 조성을 갖는 용강을 준비하는 단계와; 상기 용강을 수분사 또는 가스분사하여 분말화 시키는 단계와; 분말을 열처리하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method for producing a stainless steel powder according to the present invention comprises the steps of preparing molten steel having the above composition; pulverizing the molten steel by water spraying or gas spraying; heat-treating the powder.
용강을 준비하는 단계는 Si를 제외한 나머지 합금 성분의 함량을 조정한 모재료를 먼저 용해하여 용강을 형성한 이후에 Si은 페로실리콘 형태로 용강에 투입되어 함량이 조정된다.In the step of preparing molten steel, molten steel is formed by first melting the parent material whose content of the remaining alloy components except for Si is adjusted, and then Si is added to the molten steel in the form of ferrosilicon to adjust the content.
부연하자면, 304계 스테인리스강 스크랩과, 430계 스테인리스강 스크랩을 각각 중량%로 65 ~ 80%와 20 ~ 35%를 배합하여 사용하였다. 이때 각 스크랩의 배합비는 스크랩 성분에 따라 Fe-17%Cr-6%Ni 대표 조성에 근접하도록 배합하는 것이 바람직하다. 이때 Mo은 페로몰리브덴 형태로 배합된 스크랩이 용해된 후 목표하는 함량에 맞추어 첨가한다. Ni성분의 경우, 목표 함량에 부합되도록 페로니켈 형태로 추가 투입한다. 단, 원료의 선정은 제시된 실시예에 한정하지 않고, Fe-17%Cr-4%Mo-6%Ni의 대표 조성을 갖는 잉곳(ingot)도 가능하며, 형태에 따라 빌렛(billet), 블룸(bloom), 슬라브(slab) 등 여러 가지 크기로 분류될 수 있지만, 본 발명에서 명시한 성분계 및 함량을 포함하는 경우 어떠한 형태로도 적용이 가능할 것이다. 또한, Mo와 Ni의 투입 형태는 페로합금 상태가 아닌 순수 금속형태로도 투입이 가능하다.In other words, 304 series stainless steel scrap and 430 series stainless steel scrap were used by mixing 65 to 80% and 20 to 35% by weight, respectively. At this time, the mixing ratio of each scrap is preferably formulated so as to be close to the representative composition of Fe-17%Cr-6%Ni according to the scrap component. At this time, Mo is added according to the target content after the scrap mixed in the form of ferromolybdenum is dissolved. In the case of Ni component, it is added in the form of ferronickel to meet the target content. However, the selection of the raw material is not limited to the presented example, and an ingot having a representative composition of Fe-17%Cr-4%Mo-6%Ni is also possible, and depending on the shape, a billet, a bloom ), slabs, etc., may be classified into various sizes, but if the composition and content specified in the present invention are included, it will be applicable in any form. In addition, the input form of Mo and Ni can be added in a pure metal form rather than a ferroalloy state.
상기와 같은 모재료는 대기 용해를 실시하며, 용해온도는 1450 ~ 1700℃이다.The parent material as described above is dissolved in the atmosphere, and the melting temperature is 1450 ~ 1700 ℃.
이렇게 Si를 제외한 나머지 합금 성분의 함량을 조정한 모재료가 용해된 용강이 준비되면, Si를 페로실리콘 형태로 용강에 투입하여 그 함량을 조정한다.When the molten steel in which the parent material is melted is prepared except for Si, the content of the remaining alloy components is adjusted by adding Si to the molten steel in the form of ferrosilicon.
상기와 같이 Si를 다른 성분과 같이 용해시키지 않고 별도로 용해시키는 이유는 다른 성분과 함께 용해 도중 Si 성분이 산화되어 Si계 산화물 형태의 비정상 입자가 생성되어 상자성 특성을 저하시키는 문제가 발생하고, 또한 이에 따라 Si의 함량을 제어하는데 어려움이 있기 때문이다.As described above, the reason for dissolving Si separately, rather than dissolving it like other components, is that the Si component is oxidized during dissolution together with other components, and abnormal particles in the form of Si-based oxides are generated, thereby reducing paramagnetic properties. This is because it is difficult to control the Si content.
Si를 포함한 모든 합금 원소의 함량이 조정된 용강이 준비되면, 용강을 수분사 또는 가스에 의해 분말화 시킨다.When the molten steel in which the content of all alloying elements including Si is adjusted is prepared, the molten steel is pulverized by water spray or gas.
분말은 내식성 향상을 위하여 열처리 단계를 포함할 수 있다.The powder may include a heat treatment step to improve corrosion resistance.
열처리를 하는 경우, 열처리 온도는 450 ~ 650℃이고, 열처리 시간은 30 분 ~ 4시간 동안 실시한다. 이때 열처리 분위기는 수소가스, 질소가스, 수소-질소 혼합가스 및 암모니아 분해 가스 중 선택되는 가스 분위기를 조성하는 것이 바람직하다.In the case of heat treatment, the heat treatment temperature is 450 ~ 650 ℃, the heat treatment time is carried out for 30 minutes ~ 4 hours. At this time, it is preferable to create a gas atmosphere selected from among hydrogen gas, nitrogen gas, hydrogen-nitrogen mixed gas, and ammonia decomposition gas as the heat treatment atmosphere.
이하, 비교예 및 실시예를 사용하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described using Comparative Examples and Examples.
상업 생산되는 스테인리스강 분말의 생산 조건에 따라 실시예 및 비교예에 따른 스테인리스강 분말을 생산하는 실험을 실시하였으며, 하기의 표 1 및 표 3과 같이 각 성분의 함량 및 조건을 변경하면서 생산된 용강을 수분사하여 분말을 제조하였다.According to the production conditions of commercially produced stainless steel powder, an experiment was conducted to produce stainless steel powder according to Examples and Comparative Examples, and molten steel produced while changing the content and conditions of each component as shown in Tables 1 and 3 below. was sprayed with water to prepare a powder.
그리고, 상기와 같이 제조된 실시예 및 비교예에 따른 스테인리스강 분말의 특성 확인을 위한 시험, 즉 내식성 시험, 자기적 특성 시험, 분말 내 산소함량 측정 및 성형밀도를 측정하였고, 그 결과를 각각 표 2 및 표 3에 나타내었다.In addition, tests for confirming the properties of the stainless steel powder according to the Examples and Comparative Examples prepared as described above, that is, a corrosion resistance test, a magnetic property test, measurement of oxygen content in the powder, and molding density were measured, and the results are shown in Tables, respectively. 2 and Table 3.
이때 내식성 시험은 염수분무시험을 이용하였으며, 스테인리스강 분말을 5%의 NaCl이 첨가된 35℃의 염수에 노출시킨 다음 녹이 발생하지 않는 시간을 측정하였다.In this case, a salt spray test was used for the corrosion resistance test, and the time during which rust did not occur was measured after exposing the stainless steel powder to salt water at 35° C. to which 5% NaCl was added.
또한, 자기적 특성은 자석에 붙는 정도를 상대적으로 측정하였다. 본 발명에서 요구하는 자기적 특성은 전자석을 활용한 로봇팔에 붙어서 작업할 수 있는 일종의 자화되는 상자성 특성을 의미한다. 여기서 상자성 특성이라 함은 외부에서 자기장을 걸어주면 자기화되어 자석의 특성을 나타내었다가 외부 자기장을 제거하면 자석의 특성이 사라지는 자기적 성질을 의미합니다.In addition, magnetic properties were measured relative to the degree of adhesion to the magnet. The magnetic property required by the present invention means a kind of magnetized paramagnetic property that can be worked by being attached to a robot arm using an electromagnet. Here, paramagnetic property refers to a magnetic property that becomes magnetized when a magnetic field is applied from the outside, showing the characteristics of a magnet, and then disappears when the external magnetic field is removed.
5%NaCl, 35℃Corrosion resistance (salt spray)
5% NaCl, 35°C
(종래예100%기준)magnetic properties
(Based on 100% of the conventional example)
상기 표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이, 종래예의 경우 내식성이 상당히 좋지 않은 것을 확인할 수 있었고, 비교예 1 및 비교예 2 경우 Mo, Ni 및 Si의 첨가에 따라 내식성이 종래예에 비하여 향상하였지만, 분말 내 산소함량의 제한 범위를 만족하지 못하여 본 발명에서 제안하고 있는 내식성의 기준인 720hr을 만족하지 못하였다. 또한, 비교예 3이 경우 Ni의 함량이 제한 범위를 초과하면서 내식성은 향상되었지만 자기적 특성이 현저하게 저하된 것을 확인할 수 있었다. 비교예 3의 경우 로봇팔에 설치된 전자석의 ON 또는 OFF 시에 전자석에 부착되지 않을 것을 확인할 수 있었다. 그리고 비교예 4의 경우 C의 함량이 제한 범위를 초과하면서 내식성이 저하된 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from Tables 1 and 2, it was confirmed that the corrosion resistance of the conventional example was not very good, and in the case of Comparative Examples 1 and 2, the corrosion resistance was improved compared to the conventional example according to the addition of Mo, Ni and Si, It did not satisfy the limiting range of the oxygen content in the powder, so it did not satisfy the corrosion resistance standard of 720hr proposed in the present invention. In addition, in the case of Comparative Example 3, it was confirmed that the content of Ni exceeded the limiting range, and the corrosion resistance was improved, but the magnetic properties were remarkably deteriorated. In the case of Comparative Example 3, it was confirmed that the electromagnet installed on the robot arm was not attached to the electromagnet when it was turned on or off. And in the case of Comparative Example 4, it was confirmed that the corrosion resistance was lowered while the content of C exceeded the limiting range.
한편, 실시예 1 및 실시예 2는 분말 내 산소함량의 제한 범위를 만족함에 따라 본 발명에서 제안하고 있는 내식성의 기준인 720hr을 만족하였다. 또한 자기적 특성 관점에서 종래예에 비하여 약 50% 수준의 자기적 특성을 나타내지만, 본 발명에서 요구하는 자기적 특성은 강자성이나 연자성이 아닌 상자성 특성을 요구하는 바, 이 부분에서도 본 발명에서 제안하고 있는 자기적 기준을 만족하였다.On the other hand, Examples 1 and 2 satisfy the corrosion resistance standard of 720hr proposed in the present invention as they satisfy the limiting range of the oxygen content in the powder. In addition, in terms of magnetic properties, it exhibits a magnetic property of about 50% compared to that of the prior art, but the magnetic properties required by the present invention require paramagnetic properties, not ferromagnetic or soft magnetic properties. The proposed magnetic standard was satisfied.
유무heat treatment
existence and nonexistence
분위기가스heat treatment
atmosphere gas
(염수분무)
5%NaCl, 35℃corrosion resistance
(salt spray)
5% NaCl, 35°C
산소함량in powder
oxygen content
표 3에서 알 수 있듯이, 각각 질소, 수소가스 분위기 내에서 열처리한 결과 내식성은 열처리를 실시하지 않는 경우(실시예 3)보다 열처리를 실시하는 경우(실시예 4, 5)에 향상되었으며, 특히 수소가스에서 열처리하는 경우(실시예 5), 분말 내 산소함량이 기존 0.15%에서 0.11%로 감소하였다. 즉, 분말의 사용목적에 따라 내식성을 극대화 할 목적인 경우 해당 분말을 열처리함으로써 내식성을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 열처리에 의해 분말의 성형성 저하나, 자동차 부품으로 제조 후 강도에 영향을 줄 수 있는 분말 내 산소함량을 감소시킬 수 있다는 것도 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 3, as a result of heat treatment in nitrogen and hydrogen gas atmosphere, respectively, corrosion resistance was improved when heat treatment was performed (Examples 4 and 5) than when heat treatment was not performed (Example 3), and in particular, hydrogen In the case of heat treatment in gas (Example 5), the oxygen content in the powder was reduced from 0.15% to 0.11%. That is, it was confirmed that corrosion resistance can be improved by heat-treating the powder for the purpose of maximizing corrosion resistance according to the purpose of use of the powder. In addition, it was confirmed that the heat treatment can reduce the formability of the powder or reduce the oxygen content in the powder, which can affect the strength after manufacturing into automobile parts.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and is defined by the claims described below. Accordingly, those of ordinary skill in the art can variously change and modify the present invention within the scope without departing from the spirit of the claims to be described later.
Claims (8)
상기 스테인리스강 분말의 산소함량은 0.15% 이하이며,
상기 스테인리스강 분말은 5%의 NaCl이 첨가된 염수(35℃)를 이용한 염수분무시험에서 720hr 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 분말.
It is a stainless steel powder containing, by weight%, Cr: 16 to 18%, Mo: 1.5 to 4%, Ni: 3.5 to 6%, Si: 1.5 to 2.5%, the remainder Fe and other unavoidable impurities,
The oxygen content of the stainless steel powder is 0.15% or less,
The stainless steel powder is a stainless steel powder, characterized in that it satisfies 720 hr or more in a salt spray test using brine (35° C.) to which 5% NaCl is added.
상기 스테인리스강 분말은 Mn: 0.8% 이하, C: 0.1% 이하 또는 이들의 조합을 더 포함하는 스테인리스강 분말.
The method according to claim 1,
The stainless steel powder is Mn: 0.8% or less, C: stainless steel powder further comprising 0.1% or less or a combination thereof.
상기 스테인리스강 분말은 상자성 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 분말.
The method according to claim 1,
The stainless steel powder is a stainless steel powder, characterized in that it has a paramagnetic property.
상기 용강을 수분사 또는 가스분사하여 분말화 시키는 단계를 포함하고,
상기 용강을 준비하는 단계는 Si를 제외한 나머지 합금 성분의 함량을 조정한 모재료를 먼저 용해하여 용강을 형성한 이후에 Si은 페로실리콘 형태로 용강에 투입되어 함량이 조정되고,
상기 분말화 시키는 단계에서 분말화된 분말의 산소함량은 0.15% 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스강 분말의 제조방법.
By weight %, Cr: 16 to 18%, Mo: 1.5 to 4%, Ni: 3.5 to 6%, Si: 1.5 to 2.5%, the step of preparing a molten steel containing the remaining Fe and other unavoidable impurities;
Comprising the step of powdering the molten steel by water spraying or gas spraying,
In the step of preparing the molten steel, the mother material with the content of the remaining alloy components except for Si is first melted to form molten steel, and then Si is added to the molten steel in the form of ferrosilicon to adjust the content,
The method for producing a stainless steel powder, characterized in that the oxygen content of the powdered powder in the pulverizing step is 0.15% or less.
상기 분말화 시키는 단계 이후에 분말을 열처리하는 단계를 더 포함하고,
상기 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 450 ~ 650℃이고, 열처리 시간은 30 분 ~ 4시간이며, 열처리 분위기는 수소가스, 질소가스, 수소-질소 혼합가스 및 암모니아 분해 가스 중 선택되는 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 스테인리스강 분말의 제조방법.
7. The method of claim 6,
Further comprising the step of heat-treating the powder after the step of pulverizing,
In the heat treatment step, the heat treatment temperature is 450 to 650 ° C, the heat treatment time is 30 minutes to 4 hours, and the heat treatment atmosphere is a gas atmosphere selected from hydrogen gas, nitrogen gas, hydrogen-nitrogen mixed gas and ammonia decomposition gas. A method for producing stainless steel powder.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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