KR20050036947A - 스틸 중공 헤드 나사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 0.15 내지 0.25%의 탄소함량을 갖는 스틸을 이용하여 간단한 연속적인 냉간가공작업에 의해 제조된 중공 헤드 나사에 관한 것이다.

Description

스틸 중공 헤드 나사{STEEL HOLLOW-HEAD SCREW}

본 발명은 나사 분야에 관한 것이다. 보다 정확하게는, 본 발명은 소켓 헤드(socket head)를 갖는 스틸 나사의 분야에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 제한하는 것은 아니지만, 바퀴를 차량에 고정하는 나사의 제조에 적용한다.

각종 스틸 나사가 이미 제안되고 있다.

그럼에도 불구하고, 당분야의 당업자는 이런 나사 헤드에 소켓의 제조에 어려움을 인지하고 있다.

현재, 대부분의 스틸 소켓-헤드 나사는 열처리를 포함하는 방법을 이용하여 제조되고 있다.

이런 열처리 없이, 소켓에 도달할 수 있는 깊이는 통상적으로 소켓 직경에 최대 0.4 내지 0.5배로 매우 제한적이라는 것을 지금까지 당분야의 당업자에 의해 인식되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 임의의 열처리를 피하면서, 소켓 헤드 나사에 깊은 소켓이 존재하는 신규한 수단을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나사의 개략적인 측면도이다.

도 2는 나사의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 특정의 제한하지 않는 실시예를 구성하는 나사의 횡단면도이다.

본 발명의 목적과, 그 특징은, 소켓의 직경에 0.6배 이상, 유리하게는 0.8배 이상, 바람직하게는 0.85배 이상의 소켓 깊이를 갖는 소켓 헤드가 존재하는 나사를 제조하는 데에 있다.

본 발명의 관계에서, 상기 목적은 0.15% 내지 0.25% 범위, 바람직하게는 0.19% 내지 0.23% 범위에 놓이는 탄소함량을 갖는 스틸을 이용하여 연속적인 냉간가공작업에 의해 제조된 소켓-헤드 나사에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 망간의 비율은 1.00% 내지 1.50% 범위, 바람직하게는 1.00% 내지 1.30% 범위에 놓여진다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 붕소의 비율은 10 ppm(parts per million) 내지 50 ppm 범위, 바람직하게는 20 ppm 내지 50 ppm 범위에 놓여진다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 나사를 구성하는 재료, 바람직하게는 0.01% 내지 0.10% 범위, 바람직하게는 0.02% 내지 0.05% 범위의 미량첨가(microadditions)된 티타늄을 포함한다.

본 출원인은, 재결정화의 현상을 제한하는 티타늄 미량첨가와, 압연 연속과정(rolling sequence) 동안 제어된 냉각 사이의 상관관계는, 매우 미세하고 매우 균일한 페라이토-퍼얼리틱 야금 구조(ferrito-pearlitic metallurgical structure)를 얻는 것이 가능하다는 것을 알았다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 나사를 제조하는데 사용되는 가공하지 않은 압연된 와이어(raw rolled wire)는 하기의 기계적 특성을 나타낸다. 최소 인장강도 (Rm) > 580 메가파스칼(MPa) 및 최소 항복점(Re) > 340 MPa. 본 출원인은 또한, 이런 기계적 특성이 종래의 열처리 작업, 즉 단조(forging) 이전에 글로불라 어닐링(globular annealing), 및 단조 이후에 담금질 + 템퍼링(tempering)에 의하지 않고 나사를 단조하는 데에 특히 유용하다는 것을 알았다.

또한 바람직하게, 와이어는 연성 Z% >65% 를 나타낸다.

본 발명의 다른 특징, 목적, 및 장점은 제한하지 않는 실시예로 도시한 첨부 도면을 참조로 하기의 상세한 설명을 통해 나타난다.

첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 나사를 도시하는 도면이다.

그럼에도 불구하고, 본 발명은, 나사산(thread)부(10), 또는 헤드(20), 나사산 자체 및 특히 내부에 형성된 소켓(22)의 형상이나 치수에 관계 없이, 임의의 방법으로 첨부 도면에 도시한 특정 배열에 제한하는 것은 아니다.

그럼에도 불구하고, 첨부 도면에 도시한 제한하지 않는 실시예에서, 헤드(20)는 육각단면의 외측면(24)을 가지는 반면, 소켓(22)은 원형의 원통형인 내측면을 가지는 것을 주의해야만 한다.

제한하지 않는 실시예에 의해, 이런 헤드는 11.5 밀리미터(mm)에 대응하는 내경과, 9.8 mm에 대응하는 깊이의 소켓(22)을 가질 수 있다.

또한, 계속해서 제한하지 않는 방식으로, 첨부도면에 도시한 특정의 바람직한 실시예에서, 육각단면의 세그먼트(24)는 나사산부를 향해 나팔 모양으로 벌어지는(flaring) 제1 콘(25)(cone)을 통해, 동일한 나사산부를 향해 수렴하는 제2 콘(26)과, 매끄러운 원통(27), 및 홈(28)에 의해, 나사산부(10)에 연속적으로 연결되는 것에 주의해야만 한다.

본 발명의 관계에서, 나사를 구성하는 재료는 하기의 특성을 만족하는 것이 바람직하다.

- C 함량 : 0.19% 내지 0.23%,

- Si 함량 : 0.30% 내지 0.40%,

- Mn 함량 : 1.00% 내지 1.30%,

- P 함량 : 최대 0.025%,

- S 함량 : 최대 0.015%,

- Cr 함량 : 0.14% 내지 0.18%,

- Mo 함량 : 최대 0.05%,

- Cu 함량 : 최대 0.25%,

- B 함량 : 최대 0.0020% 내지 0.0050%,

- Ni 함량 : 최대 0.18%,

- Al 함량 : 0.02% 내지 0.06%,

- Ti 함량 : 0.02% 내지 0.05%, 및

- N 함량 : 최대 0.12%.

나사는 하기의 기계적 특성을 만족하는 압연와이어 또는 인발와이어를 이용하여 제조되는 것이 바람직하다.

- Rm : 580 MPa 내지 650 MPa,

- 최소 Re : 340 MPa

- 최소 연신율(A) : 25%,

- 최소 Z : 65%

50%의 비율까지 가공경화후, 나사는 하기의 특성을 나타낸다.

- Re: 640 MPa 내지 900 MPa,

- Rm: 800 MPa 내지 950 MPa,

- 최소 A : 12%,

- 최소 U-노치 파괴인성(KCU) : 70 J/cm²(Joules per square centimeter).

전술한 바와 같이, 본 출원인은, 어떠한 열처리 필요 없이, 이 성분이 나사를 단지 냉간가공에 의해서 제조될 수 있다는 것을 알았다.

당연히, 본 발명은 전술한 특정 실시예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 사상 내에 임의의 변형으로 확장할 수 있다.

Claims (14)

1. 0.15% 내지 0.25% 범위에 놓이는 탄소함량을 갖는 스틸을 이용하여 단지 연속적인 냉간가공작업에 의해서 제조된 중공 헤드 나사.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄소함량은 0.19% 내지 0.23% 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소켓의 깊이가 소켓의 직경에 0.6배 이상, 바람직하게는 0.8배 이상인 소켓 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 망간함량은 1.00% 내지 1.50% 범위, 바람직하게는 1.00% 내지 1.30% 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 붕소의 비율은 10 ppm(parts per million) 내지 50 ppm 범위, 바람직하게는 20 ppm 내지 50 ppm 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 나사 구성 재료는 미량첨가(microadditions)의 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 0.01% 내지 0.10%, 바람직하게는 0.02% 내지 0.05% 범위의 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘함량이 0.30% 내지 0.40% 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 크롬함량이 0.14% 내지 0.18% 인 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 황함량이 최대 0.015% 인 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 최소 인장강도(Rm) > 580 MPa 및 최소 항복점(Re) > 340 MPa의 기계적 특성을 나타내는 와이어를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 연성 Z% >65% 를 나타내는 와이어를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하기의 재료를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 중공 헤드 나사.

    - C 함량 : 0.19% 내지 0.23%,

    - Si 함량 : 0.30% 내지 0.40%,

    - Mn 함량 : 1.00% 내지 1.30%,

    - P 함량 : 최대 0.025%,

    - S 함량 : 최대 0.015%,

    - Cr 함량 : 0.14% 내지 0.18%,

    - Mo 함량 : 최대 0.05%,

    - Cu 함량 : 최대 0.25%,

    - B 함량 : 최대 0.0020% 내지 0.0050%,

    - Ni 함량 : 최대 0.18%,

    - Al 함량 : 0.02% 내지 0.06%,

    - Ti 함량 : 0.02% 내지 0.05%, 및

    - N 함량 : 최대 0.12%.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 나사를 이용하여 바퀴를 차량에 고정하는 나사의 제조 방법.