KR20070053095A - Steel wire rod for steel spring excellent in pickling and descaling property - Google Patents

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Abstract

본 발명의 스프링용 강선재는, C:0.35~0.7%(질량%의 의미. 이하 동일), Si:1.4~2.5%, Mn:0.05~1.0%, Cr:0.5~1.9%, P:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), 및 S:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음)를 포함하고, 표층의 Cr농도와 강중의 Cr농도와의 차가 2.50% 이하이다. Si 및 Cr을 다량 함유한 스프링용 강선재에 있어서, Mo 등의 합금성분을 필수성분으로 첨가하지 않아도 산세성이 우수하다.The steel wire for spring of this invention is C: 0.35-0.7% (meaning the mass%. The same below), Si: 1.4-2.5%, Mn: 0.05-1.0%, Cr: 0.5-1.9%, P: 0.02% or less (Not including 0%), and S: 0.02% or less (not including 0%), and the difference between the Cr concentration in the surface layer and the Cr concentration in the steel is 2.50% or less. In the spring steel wire material containing a large amount of Si and Cr, it is excellent in pickling property even without adding an alloying component such as Mo as an essential component.

Description

산세성(酸洗性)이 우수한 스프링용 강선재(鋼線材){Steel wire rod for steel spring excellent in pickling and descaling property}Steel wire rod for steel spring excellent in pickling and descaling property}

(기술분야)(Technology)

본 발명은 산세성이 우수한 스프링용 강선재에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 Si 및 Cr을 합금원소로 다량 함유한 스프링용 강선재에 관한 것이다. 본 발명의 스프링용 강선재는 자동차 등의 엔진에 사용되는 밸브 스프링, 클러치 스프링, 브레이크 스프링, 스터비라이저, 토숀바 등의 현가스프링 등에 적절히 이용된다.The present invention relates to a spring steel wire material having excellent pickling properties, and more particularly, to a spring steel wire material containing a large amount of Si and Cr as alloy elements. The spring steel wire rod of the present invention is suitably used for valve springs, clutch springs, brake springs, stubby risers, torsion bars, etc. used in engines such as automobiles.

(배경기술)(Background)

밸브 스프링이나 현가스프링 등에 이용되는 스프링용 강의 화학성분은, 예컨데 JIS G 3565~JIS G 4801 등으로 규정되어 있고, 스프링 설계의 종류 등에 따라서 적절한 강종이 이용된다. 최근 배기가스나 연비의 저감화에 수반하여 스프링의 소형경량화가 진행됨에 따라 스프링의 설계응력도 높아지게 되어, 예컨데 스프링 소선(칭ㆍ템퍼링 처리재)의 인장강도가 약 1600MPa 이상인 고강도를 실현할 수 있는 스프링용 강선재의 제공을 기대할 수 있게 되었다. 또한, 스프링의 중요한 특성의 하나인 대기하에서의 내구성을 높이기 위하여 내력(耐力)의 향상도 요구되고 있고, 고용강화에 의해 내력을 향상할 수 있는 Si 및 Cr을 합금원소로 많이 함유한 강선재가 이용되는 추세이다.The chemical composition of the spring steel used for valve springs, suspension springs, etc. is prescribed | regulated, for example by JIS G 3565-JIS G 4801, etc., and steel grade suitable for the kind of spring design, etc. are used. In recent years, as the size and weight of the spring are reduced with the reduction of the exhaust gas and fuel economy, the design stress of the spring is also increased. It can be expected to provide a spring steel wire rod that can achieve high strength with a tensile strength of about 1600 MPa or more. In addition, in order to increase the durability in the atmosphere, which is one of the important characteristics of the spring, it is also required to improve the yield strength, and steel wire materials containing a large amount of Si and Cr as alloy elements that can improve the strength by solid solution strengthening are used. It is a trend.

일반적으로, 스프링은 강편을 가열하여 열간압연한 선재(압연선재)를 필요에 따라 표면에 윤활제를 도포하여 피막처리(표면피막처리)를 행한 후, 소정의 선직경까지 인발, 가공(열간성형 또는 냉간성형)하여 제조된다. 가열은 통상, 산화성 분위기하에서 행해지기 때문에, 열간선재의 표면에는「압연스케일」또는「스케일」이라 불리는 Fe산화물의 산화층이 생성된다. 스케일이 부착된 채로 압연선재를 이용하여 스프링을 제조하면, 표면에 흠 등이 발생하여 품질의 저하를 초래하게 되므로, 인발처리를 행하기 전에 스케일을 제거하기 위한 산세처리가 행해진다.In general, a spring is heated by heating a steel strip and applying a lubricant to the surface as needed to perform a coating treatment (surface coating treatment), and then drawing, processing (hot forming or Cold forming). Since heating is usually performed in an oxidizing atmosphere, an oxide layer of Fe oxide called "rolling scale" or "scale" is formed on the surface of the hot wire. If the spring is manufactured by using the rolled wire with the scale attached, scratches or the like may occur on the surface, resulting in deterioration of the quality. Thus, a pickling treatment for removing the scale is performed before the drawing process.

도 1에 Si 및 Cr을 다량 함유한 강(고Si 고Cr함유강)의 표면에 스케일이 부착된 압연선재의 단면을, Fe-SEM 장치를 이용하여 관찰한 사진을 나타내었다. 이것은, 후술하는 실시예의 No. E-1에 해당한다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 스케일은 표층측으로부터의 순으로, 헤마타이트(Fe2O3), 마그네타이트(Fe3O4), 우스타이트(FeO), 화이야라이트(2FeO·SiO2)로 구성되어 있다. 강(지철)과 스케일과의 사이에는 Si, Cr이 농화된 서브스케일이 생성되어 있고, Cr 산화물을 주체로 한 입계산화층도 생성되어 있다.1 shows a photograph of a cross section of a rolled wire rod having a scale attached to a surface of a steel (high Si high Cr containing steel) containing a large amount of Si and Cr, using a Fe-SEM apparatus. This is the No. of the Example mentioned later. Corresponds to E-1. As shown in Fig. 1, the scale is in the order from the surface layer side, and hematite (Fe 2 O 3 ), magnetite (Fe 3 O 4 ), wustite (FeO), and white light (2FeOSiO 2 ). Consists of. A subscale in which Si and Cr are concentrated is formed between the steel (iron) and the scale, and a grain boundary oxide layer mainly composed of Cr oxide is also generated.

이 중, 화이야라이트는 Si를 다량 함유한 강을 이용한 경우에 볼 수 있는 저융점산화물로서, 통상의 산세처리로는 스케일층을 박리하기 어려운 난박리성물질이다. 예컨데, 고Si, 고Cr 함유강을 화이야라이트(fayalite)와 우스타이트(wustite)와의 공정온도(共晶溫度, 약 1170℃) 이상으로 가열하면 이들의 산화물이 복잡하게 결합된 치밀한 용융층이 형성되고, 또한 1200℃ 이상으로 가열하면, 상기의 용융상과 화이야라이트에 Cr이 침입하여 지철과의 계면에 농화하여 입계산화층(상세한 설명은 후술한다)이 형성되게 된다. 일단 농화된 Cr은 그 후의 공정에 의해 제거하는 것이 극히 어렵다.Among these, fiyalite is a low melting point oxide that can be seen when using a steel containing a large amount of Si, and is a refractory material that is difficult to peel off the scale layer by a normal pickling treatment. For example, when a high Si and high Cr-containing steel is heated above the process temperature (about 1170 ° C) between fayalite and wustite, a dense molten layer in which these oxides are intricately bonded When formed and heated to 1200 ° C or more, Cr infiltrates into the molten phase and the fiber, and concentrates at the interface with the iron, thereby forming a grain boundary oxide layer (described in detail later). It is extremely difficult to remove Cr once concentrated by a subsequent process.

또한, 서브스케일은 산세처리에 의한 지철의 활성화를 저하시켜, 산세성의 저하를 초래한다는 것이 알려져 있다. 산세성이 저하하면 산세처리후에 서브스케일을 주체로 한 압연스케일이 잔존하게 되므로, 표면에 도포된 윤활제(표면피막처리에 이용된)와의 부착성이 저하되고, 인발가공중에 단선(斷線)할 우려가 있다. 단선까지 되지 않더라도, 인발가공중에 크랙이 발생해서 스프링성형(냉간코일링)중에 절손되는 경우가 있다. 이러한 문제는, 예컨데 산세처리시간을 길게 하고, 압연스케일을 완전히 제거하므로써 저감될 수 있지만, 산용액(酸溶液)중의 침지시간이 길어지게 되므로, 지철에의 산에 의한 공격이 격렬해져 표층거칠음(表層粗)의 열화를 초래하여, 최종적으로 대기하에서의 내구성도 저해된다. 또한, 지철에의 산에 의한 공격이 일어날 때 발생하는 수소의 일부가 강중에 빠르게 확산되어 흡수되므로, 수소흡장량이 증가하여 강재의 취화(수소취화)를 일으켜, 인발가공중에 단선이 되는 경우가 있다.In addition, it is known that the subscale lowers the activation of the iron in the pickling process and causes the pickling to decrease. If the pickling property is deteriorated, the rolling scale mainly based on the subscale remains after pickling, so that the adhesion to the lubricant applied to the surface (used for the surface coating treatment) is reduced, and the disconnection during the drawing process is performed. There is concern. Even if the wire is not disconnected, cracks may occur during the drawing process and break during spring forming (cold coiling). This problem can be reduced, for example, by lengthening the pickling treatment time and completely removing the rolling scale. However, the immersion time in the acid solution becomes long. It causes deterioration of the table, and finally durability in the atmosphere is also impaired. In addition, some of the hydrogen generated when an attack by acid on the iron is rapidly diffused and absorbed in the steel, so that the amount of hydrogen occlusion increases, causing embrittlement of the steel (hydrogen embrittlement), which may cause disconnection during drawing processing. .

입계산화층은 Cr을 많이 함유한 강을 이용한 경우에 볼 수 있다. Cr은 산소와의 친화력이 강하고, 열간압연중에 산소가 침입하면 결정립 안(內) 보다도 결정립계의 산화속도가 커지게 되기 때문이다. 입계산화가 어느정도 진행되면 스프링성형할 때 입계산화부에서의 놋치효과에 의해 스프링이 절손되어 버린다. 또한, 스프링 사용중에 입계산화부에서의 놋치효과에 의해 피로절손할 우려도 있다. 일반적으로, 입계산화층은 서브스케일의 두께가 두꺼울수록, 두꺼워지는 경향이 있다.The grain boundary oxide layer can be seen in the case of using Cr-rich steel. This is because Cr has a strong affinity with oxygen and, when oxygen invades during hot rolling, the oxidation rate of the grain boundary becomes larger than in the grains. If the grain boundary oxidation progresses to a certain degree, the spring is broken by the notch effect in the grain boundary oxidation part during spring forming. In addition, there is a fear of fatigue loss due to the notch effect in the grain boundary oxidation portion during the use of the spring. Generally, the thicker the subscaled layer is, the thicker the subscale is.

따라서, 강중에 Si 및 Cr을 많이 함유한 스프링용 강선재를 이용하면, 전술한 바와 같은 이유로 산세성이 저하되고, 스프링의 피로특성이 저하한다는 문제가 있다.Therefore, when using the steel wire for spring containing much Si and Cr in steel, there exists a problem that pickling property falls and fatigue property of a spring falls for the reason mentioned above.

상기 문제를 해결하기 위해, 예컨데 특개 평6-299295호 공보에는, Mo 등의 합금원소를 첨가하여 열간압연시의 가열온도 및 압연종료온도를 제어하므로써, 스케일의 막 두께를 10㎛ 이하로 제어하는 방법이 개시되어 있다.In order to solve the above problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-299295 discloses that an alloy element such as Mo is added to control the heating temperature and the rolling end temperature during hot rolling, thereby controlling the film thickness of the scale to 10 m or less. A method is disclosed.

`(발명이 해결하고자 하는 과제)`(A problem to be solved by the invention)

그러나, 상기(上記)의 방법으로는 Cr 및 Si 외에 Mo 등과 같은 고가(高價)의 합금원소를 필수성분으로 첨가하지 않으면 안된다.However, in the above method, expensive alloying elements such as Mo and the like must be added as essential components in addition to Cr and Si.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 Si 및 Cr을 많이 함유한 스프링용 강선재에 대하여, Mo 등의 합금성분을 필수성분으로 첨가하지 않아도 산세성이 우수한 스프링용 강선재를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a spring steel wire material having excellent pickling properties without adding an alloying component such as Mo as an essential component to a spring steel wire material containing much Si and Cr. There is.

(과제를 해결하기 위한 수단)(Means to solve the task)

상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 스프링용 강선재는, C:0.35~0.7%(질량%의 의미. 이하 동일), Si:1.4~2.5%, Mn:0.05~1.0%, Cr:0.5~1.9%, P:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), 및 S:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음)를 포함하고, 표층의 Cr농도와 강중의 Cr농도와의 차가 2.50% 이하이다.Spring steel wire rod of the present invention that can solve the above problems, C: 0.35 ~ 0.7% (meaning of mass%. The same below), Si: 1.4 ~ 2.5%, Mn: 0.05 ~ 1.0%, Cr: 0.5 ~ 1.9% , P: 0.02% or less (not including 0%), and S: 0.02% or less (not including 0%), and the difference between the Cr concentration in the surface layer and the Cr concentration in the steel is 2.50% or less.

바람직한 실시형태로서는, V:0.07~0.4%, Ti:0.01~0.1%, 및 Nb:0.01~0.1%으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어로 1종 이상을 또한 함유한다. As a preferable embodiment, 1 or more types are further contained by the at least one selected from the group which consists of V: 0.07 to 0.4%, Ti: 0.01 to 0.1%, and Nb: 0.01 to 0.1%.

또한, 바람직한 실시형태로서는, Ni:0.15~0.8%를 또한 함유하는 것이다.Moreover, as preferable embodiment, Ni: 0.15 to 0.8% is further contained.

상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 스프링은, 상기의 어떠한 스프링용 강선재를 이용해도 얻을 수 있는 것이다.The spring of this invention which can solve the said subject can be obtained even using any said spring steel wire material.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)

본 발명자는, Si 및 Cr을 다량 함유한 스프링용 강선재의 산세성을 높이기 위하여, 예의 검토하여 왔다. 그 결과, 후에 상세히 설명한 것과 같이, 특히 열간압연 전의 가열공정 및 균열공정을 적절히 제어하면 선재표면의 Cr 농화(특히 화이야라이트 속의 Cr 농화)가 억제되어 표층의 Cr 농도와 강중의 Cr 농도와의 차(이하, ΔCr이라 간략히 표기하는 경우가 있다)가 현저히 낮아져 산세성이 현격히 향상되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor earnestly examined in order to improve the pickling property of the spring steel wire material containing a large amount of Si and Cr. As a result, as described in detail later, in particular, if the heating process and the cracking process before hot rolling are properly controlled, the concentration of Cr on the surface of the wire rod (particularly, the concentration of Cr in fiyalite) is suppressed, and the Cr concentration of the surface layer and the Cr concentration in the steel are suppressed. The difference (hereinafter, it may be briefly described as ΔCr) was found to be significantly lowered, and pickling was noticeably improved, thereby completing the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

전술한 바와 같이, 본 발명의 스프링용 강선재는, C:0.35~0.7%, Si:1.40~2.5%, Mn:0.05~1.0%, Cr:0.50~1.9%, P:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), 및 S:0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), 잔부:Fe 및 불가피불순물을 만족하는 스프링용 강선재로서, 표층의 Cr농도와 강중의 Cr농도와의 차(ΔCr)가 2.50% 이하인 것을 특징으로 한다.As described above, the steel wire for spring of the present invention is C: 0.35 to 0.7%, Si: 1.40 to 2.5%, Mn: 0.05 to 1.0%, Cr: 0.50 to 1.9%, P: 0.02% or less (0% ), And S: 0.02% or less (does not contain 0%), remainder: Fe and a spring steel wire satisfying inevitable impurities, the difference between the Cr concentration of the surface layer and the Cr concentration in the steel (ΔCr) Is 2.50% or less.

본 명세서에서「강선재」는, 강편을 가열한 후 선상에 열간압연된 강재(압연재)로서, 산세처리가 행해지기 전의 것을 의미한다.In this specification, "steel wire" is a steel material (rolled material) hot-rolled on a line after heating a steel piece, and means a thing before a pickling process is performed.

우선, 강중성분에 대하여 설명한다.First, the steel component will be described.

C : 0.35 ~ 0.7 %C: 0.35 ~ 0.7%

C는 칭ㆍ템퍼링 후의 강도(굳기)의 향상에 기여하고, 대기 내구성을 높이는 원소이다. C의 량이 0.35% 미만이면, 상기 작용을 효과적으로 발휘하는 것이 불가능하고, 한편 0.7%을 초과하면 인ㆍ연성이 열화하고, 균열이 전파되기 쉬워져 내구성이 저하한다. 또한, 밸브스프링 등과 같이 냉간코일링이 행해진 스프링에서는, 인ㆍ연성의 열화에 따라 표면의 흠을 기점으로 한 절손이 발생하는 경우가 있다. 따라서 C량은 0.51% 이상, 0.61% 이하인 것이 바람직하다.C is It is an element which contributes to the improvement of the strength (hardness) after quenching and tempering and increases the atmospheric durability. If the amount of C is less than 0.35%, the above effect cannot be effectively exhibited. On the other hand, if the amount of C is more than 0.7%, the toughness and ductility deteriorate, cracks tend to propagate, and durability decreases. Moreover, in the spring to which cold coiling was performed like a valve spring etc., the break from the surface flaw may generate | occur | produce as a result of deterioration of a ductility and ductility. Therefore, it is preferable that amount of C is 0.51% or more and 0.61% or less.

SiSi : 1.4 ~ 2.5 % 1.4-2.5%

Si는 고용강화원소로서 강도향상에 기여하고, 내력(耐力)도 향상시킬 수 있는 원소이다. Si가 1.4% 미만이면 매트릭스 강도가 불충분하다. 단, Si가 2.5%를 초과하여 과잉 첨가되면, A3 변태점을 넘은 열처리에 의해 표면에 페라이트 탈탄(脫炭)이 발생하기 쉬우므로, 고용강화작용이 유효하게 발휘되지 않는다. Si는 가급적 1.7% 이상, 2.1% 이하인 것이 바람직하다.Si is an element that can contribute to the improvement of strength as a solid solution strengthening element and can also improve the strength. If Si is less than 1.4%, the matrix strength is insufficient. However, if Si is excessively added in excess of 2.5%, ferrite decarburization is likely to occur on the surface by heat treatment beyond the A 3 transformation point, so that the solid solution strengthening effect is not effectively exerted. Si is preferably 1.7% or more and 2.1% or less.

MnMn : 0.05 ~ 1.0 % 0.05 to 1.0%

Mn은 강중의 칭성을 높이는 원소이다. 이러한 작용을 유효히 발휘시키기 위하여 Mn의 첨가량은, 0.05% 이상으로 한다. 그러나, Mn의 량이 1.0%을 초과하여 과잉 첨가되면, 칭성이 증대하여 과냉조직이 생성되기 쉬우므로, 인발가공성이 열화한다. 또한, 후술하는「스프링공정(c)」과 같이, 열간압연 후 산세처리 전에 선재의 연화(軟化)를 목적으로 아닐링공정을 행하는 경우, 높은 비용을 피할 수 없게 된다. 따라서, Mn은 0.4% 이상, 0.9% 이하인 것이 바람직하다.Mn of the river It is an element to increase the title. In order to exhibit such an effect effectively, the amount of Mn added is made 0.05% or more. However, if the amount of Mn is added in excess of 1.0%, Because of its increased tendency and easy generation of supercooled tissue, the drawability deteriorates. In addition, when the annealing step is performed for the purpose of softening the wire rod before the pickling treatment after hot rolling, as in the "spring step (c)" described later, high cost cannot be avoided. Therefore, it is preferable that Mn is 0.4% or more and 0.9% or less.

CrCr : 0.5 ~ 1.9 % : 0.5 ~ 1.9%

Cr은 고용강화에 의해 선재의 매트릭스를 강화하는 원소이다. 또한, Mn과 같이, 칭성의 향상에도 효과적으로 작용한다. 이러한 작용을 유효히 발휘시키기 위하여, Cr을 0.5% 이상 첨가한다. 그러나, Cr이 1.9%를 넘으면, 암연후 냉간시에 과냉조직이 발생하기 쉽게되어 인발가공성이 열화한다. 따라서, Cr은 0.6% 이상, 1.75% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.Cr is an element that strengthens the matrix of wire rod by solid solution strengthening. Also, like Mn, It also works effectively to improve the title. In order to exert this effect effectively, 0.5% or more of Cr is added. However, if Cr exceeds 1.9%, the supercooled structure is liable to be generated during cold after dark smoke, and the drawing processability is deteriorated. Therefore, Cr is preferably added at 0.6% or more and 1.75% or less.

P : 0.02 % 이하 (0%를 포함하지 않음)P: 0.02% or less (does not include 0%)

P는 구 오스테나이트립계에 편석하고 입계를 취화시켜서 피로특성을 저하시키므로, 될 수 있는 한 적은 편이 좋다. 본 발명에서는, 공업적인 상한을 0.02%로 한다.P segregates in the old austenite grain boundary, embrittles the grain boundary, and lowers the fatigue characteristics. Therefore, P is as small as possible. In the present invention, the industrial upper limit is made 0.02%.

S : 0.02 % 이하 (0%를 포함하지 않음)S: 0.02% or less (does not include 0%)

S는 구 오스테나이트립계에 편석하고 입계를 취화시켜서 피로특성을 저하시키므로, 될 수 있는 한 적은 편이 좋다. 본 발명에서는, 공업적인 상한을 0.02%로 한다.S is segregated to the former austenite grain boundary, embrittles the grain boundary, and lowers the fatigue characteristics. Therefore, it is better to use S as little as possible. In the present invention, the industrial upper limit is made 0.02%.

본 발명의 스프링용 강선재는, 상기 성분을 함유하고, 잔부는 철 및 불가피불순물로 이루어진다.The steel wire for springs of this invention contains the said component, and remainder consists of iron and an unavoidable impurity.

본 발명에 있어서, 내수소취성(耐水素脆性)을 더욱 높이는 목적으로, V:0.07~0.4%, Ti:0.01~0.1%, 및 Nb:0.01~0.1%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 또한 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 칭ㆍ템퍼링 후의 인성을 높이는 목적으로, Ni를함유하는 것이 바람직하다. 이하, 각 원소에 대하여 상세히 설명한다.In the present invention, at least one selected from the group consisting of V: 0.07 to 0.4%, Ti: 0.01 to 0.1%, and Nb: 0.01 to 0.1% for the purpose of further enhancing hydrogen embrittlement resistance. Moreover, it is preferable to contain. Also, It is preferable to contain Ni for the purpose of improving the toughness after quenching and tempering. Hereinafter, each element is explained in full detail.

V : 0.07 ~ 0.4 %V: 0.07 ~ 0.4%

V는 미세한 탄화물이나 질화물을 형성하여 내수소취성의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, 피로특성도 높일 수 있다. 또한, 결정립미세화 효과에 의해 인성이나 내력이 향상하고, 내 셋팅성의 향상에도 기여한다. 이러한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해서는, V를 0.07% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 단, V를 0.4%를 초과하여 과잉 첨가하면, 칭 가열할 때 오스테나이트중에 고용(固溶)되지 않은 탄화물의 량이 증대하여 충분한 강도와 굳기를 얻을 수 없게될 뿐 아니라, 잔류 오스테나이트 량도 증가하여 스프링 강도가 저하한다. V는, 0.1% 이상, 0.35% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.V is an element which forms fine carbides or nitrides and contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance. In addition, the fatigue characteristics can be improved. In addition, the toughness and strength are improved by the grain refining effect, which contributes to the improvement of the setting resistance. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to add V 0.07% or more. However, if V is added in excess of 0.4%, When the heating is carried out, the amount of carbide not dissolved in austenite increases, and not only sufficient strength and firmness cannot be obtained, but also the amount of retained austenite increases and the spring strength decreases. It is preferable to add V to 0.1% or more and 0.35% or less.

TiTi : 0.01 ~ 0.1 % : 0.01 ~ 0.1%

Ti는 칭ㆍ템퍼링 후의 구 오스테나이트 결정립을 미세화하고, 내수소취성의 향상에 유효한 원소이다. 또한, 대기 내구성 향상작용도 가지고 있다. 이러한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해서는, Ti를 0.01% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 단, Ti를 과잉 첨가하면, 조대한 질화물이 석출되기 쉬워져, 대기내구성이 저하하게 되므로, 상한을 0.1%로 하는 것이 바람직하다. Ti는, 0.04% 이상, 0.085% 이하인 것이 보다 바람직하다.Ti is It is an element effective in miniaturizing old austenite crystal grains after quenching and tempering and improving hydrogen embrittlement resistance. It also has the effect of improving atmospheric durability. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to add Ti 0.01% or more. However, when Ti is excessively added, coarse nitride tends to precipitate and atmospheric durability decreases. Therefore, the upper limit is preferably 0.1%. As for Ti, it is more preferable that it is 0.04% or more and 0.085% or less.

NbNb : 0.01 ~ 0.1 % : 0.01 ~ 0.1%

Nb는 탄화물, 질화물, 유화물 및 이들의 복합화합물로 이루어지는 미세한 석출물을 형성하여 내수소취성의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, 결정립미세화 효과에 의해 인성이나 내력도 향상한다. 이러한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해서는, Nb를 0.01% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 단, Nb를 0.1% 초과하여 과잉 첨가하면, 칭 가열시에, 오스테나이트 중에 고용되지 않는 탄화물의 량이 증대하여 소정의 인장강도를 얻을 수 없게 된다. 또한, 조대화한 질화물에 의한 피로절손도 생기기 쉽다. Nb는 0.02% 이상, 0.05% 이하인 것이 바람직하다.Nb is an element that forms fine precipitates composed of carbides, nitrides, emulsions, and complex compounds thereof to contribute to the improvement of hydrogen embrittlement resistance. In addition, toughness and yield strength are also improved by the grain refining effect. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to add Nb 0.01% or more. However, when Nb is added in excess of 0.1%, At the time of quenching heating, the amount of carbide which is not dissolved in austenite increases, so that a predetermined tensile strength cannot be obtained. In addition, fatigue loss due to coarse nitride is likely to occur. It is preferable that Nb is 0.02% or more and 0.05% or less.

NiNi : 0.15 ~ 0.8 % 0.15 to 0.8%

Ni는, 칭ㆍ템퍼링 후의 인성을 높이는 원소이다. 또한, 압연전 및 압연 중에 생기는 페라이트 탈탄을 억제하는 작용도 있다. 이러한 작용을 유효히 발휘시키기 위해서, Ni를 0.15% 이상 첨가한다. 그러나, Ni가 0.8%를 초과하면 칭성이 증대하여 압연후에 과냉조직이 생기기 쉽게 된다. 또한, 잔류 오스테나이트 량도 증대하여 스프링 강도가 저하한다. Ni는 0.25% 이상, 0.55% 이하인 것이 바람직하다.Ni is It is an element which raises toughness after quenching and tempering. Moreover, it also has an effect of suppressing the ferrite decarburization occurring before and during rolling. In order to exhibit this effect effectively, 0.15% or more of Ni is added. However, if Ni exceeds 0.8% Due to the increase in tendency, a supercooled structure tends to occur after rolling. In addition, the amount of retained austenite also increases, and the spring strength decreases. It is preferable that Ni is 0.25% or more and 0.55% or less.

이상, 본 발명의 강중성분에 대하여 설명하였다.In the above, the steel component of this invention was demonstrated.

표층의 Superficial CrCr 농도와  Concentration and 강중의In the river CrCr 농도와의 차(Δ Difference from concentration (Δ CrCr ) : 2.50 % 이하): 2.50% or less

본 발명의 스프링용 강선재는, ΔCr이 2.50% 이하로 낮게 억제된다. 후술하는 실시예에 나타난 바와 같이, ΔCr가 높아지면 산세성이 저하하는데, 이것은 산세액 중에 CrO(OH)가 생성되어 지철표면에 Cr의 부동체막(不動體膜)이 생기기 때문이다. 본 발명은, 특히 열간압연 전의 가열공정 및 균열공정을 적절히 제어하여 ΔCr을 낮게 억제할 수 있다. ΔCr은 작으면 작을수록 좋은데, 예컨데 2.0% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하다. 그 하한은 특히 한정되지 않지만, 실조업(實操業) 레벨을 고려하면 0.4% 이상인 것이 바람직하다.As for the spring steel wire material of this invention, (DELTA) Cr is suppressed low as 2.50% or less. As shown in Examples below, when ΔCr is high, pickling property is lowered, because CrO (OH) is generated in the pickling solution, and a passive film of Cr is formed on the surface of the ferrous iron. In particular, the present invention can appropriately control the heating step and the cracking step before hot rolling to suppress ΔCr low. The smaller the ΔCr is, the better it is. For example, it is preferably 2.0% or less, and more preferably 1.5% or less. The lower limit thereof is not particularly limited, but is preferably 0.4% or more in consideration of the actual industrial level.

여기에서,「표층의 Cr 농도」의 측정방법을 도 2을 이용하여 설명한다. 도 2는, 다음과 같이 하여 제조한 공시재를 이용하고, 표층부에서 내부의 중심을 향하여 0.3㎜의 범위에서 하기 조건의 EPMA라인 정량분석에 의해 측정한 도면으로서, 도 2 (a)에, Fe에 관하여 X선 강도(cps)와 표층부에서의 거리와의 관계를 나타내었고, 도 2 (b)에 Cr 농도(%)와 표층부에서의 거리와의 관계를 각각 나타내었다. 도 2 (a)에 나타난 바와 같이, Fe의 X선 강도가 최대치에 다다랐을 때의 지점을 지철계면(스케일과 지철과의 경계)이라 하여 이 영역을「표층부」로 정의하고, 해당 표층부에서의 Cr 량의 최대치를「표층의 Cr 농도」로 정의한다(도 2 (b) 참조). 상기「표층」부분은 강중성분이나 선재의 제조조건 등에 따라서도 서로 다르지만, 적어도 화이야라이트를 함유하고 있다.Here, the measuring method of "Cr concentration of surface layer" is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a view measured by EPMA line quantitative analysis of the following conditions in a range of 0.3 mm from the surface layer portion toward the center of the interior using a test material manufactured as follows. The relationship between the X-ray intensity (cps) and the distance from the surface layer portion is shown in FIG. 2, and the relationship between the Cr concentration (%) and the distance from the surface layer portion is shown in FIG. As shown in Fig. 2 (a), the point when the X-ray intensity of Fe reaches the maximum value is defined as the “iron surface” (the boundary between the scale and the iron), and this region is defined as the “surface layer”, and the Cr at the surface layer portion is defined. The maximum value of the amount is defined as "Cr concentration in the surface layer" (see Fig. 2 (b)). Although the said "surface layer" part differs also depending on a steel component, the manufacturing conditions of a wire rod, etc., it contains at least a white light.

EPMA 측정장치: 일본덴시제 X선 마이크로애널라이저「JXA-8800 RL」을 사용,EPMA measuring device: Japan-made X-ray microanalyzer `` JXA-8800 RL ''

공시재: 스케일이 부착된 그대로의 강재를 수지에 담그고, 압연방향에 수직인 단면(측정면)을 연마제로 경면(鏡面) 마무리한 후, 전도성을 유지하기 위하여 오스미움을 이용하여 증착(蒸着)을 행하였다.Specimen: Dip the steel as it is attached to the resin, finish the cross section (measurement surface) perpendicular to the rolling direction with an abrasive, and then deposit it using osmium to maintain conductivity. Was performed.

가속전압 : 15 kVAcceleration Voltage: 15 kV

조사(照射)전류 : 0.3 ㎂Irradiation current: 0.3 ㎂

정량라인 분석 : 분포의 간격 1㎛, 합계 300점을 측정Quantitative line analysis: Measure the interval of 1㎛, 300 points in total

이상, 본 발명을 가장 특징짓는 ΔCr에 대해 설명하였다.In the above, (DELTA) Cr which characterizes this invention most was demonstrated.

본 발명의 스프링용 강선재는, 다음과 같이 스케일의 두께나 조성, 서브스케일의 두께가 적절히 제어되는 것이 바람직하고, 이에 따라 산세성이 더욱 높아질 수 있다.As for the steel wire for spring of this invention, it is preferable that the thickness of a scale, a composition, and the thickness of a subscale are controlled suitably as follows, and pickling property can be improved further by this.

(스케일의 두께)(Thickness of scale)

스케일의 두께는 40㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이하에 자세히 설명하겠지만, 스케일 내에 발생한 균열(크랙)에 의한 스케일 박리를 고려하면, 스케일의 두께는 대체로 5㎛ 이상, 25㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the thickness of a scale is 40 micrometers or less. Although it demonstrates in detail below, when the scale peeling by the crack (cracks) which generate | occur | produced in the scale is considered, it is more preferable that the thickness of a scale is generally 5 micrometers or more and 25 micrometers or less.

스케일 안(內)에는, 예컨데 압연후의 냉각과정이나 압연선재의 취급 중에 마이크로 레벨의 균열이 생성되는 경우가 있다. 균열이 많을수록 지철 표면으로부터의 스케일 박리가 용이하게 되므로, 산세성이 향상된다고 생각된다. 일반적으로 균열은, 스케일의 두께가 얇을수록 스케일의 강도가 저하하여 발생하기 쉽게 되는 경향이 있는데, 스케일의 두께가 너무 얇으면 스케일 자체의 연성이 증가하여 내부응력이 감소하므로, 균열은 적어진다. 따라서, 스케일의 두께는 상기 범위 내로 하는 것이 바람직하다.In the scale, for example, a micro level crack may be generated during the cooling process after rolling or the handling of the rolled wire. The more cracks, the easier the peeling of scale from the base iron surface, and therefore, the pickling property is considered to be improved. In general, the smaller the thickness of the scale, the lower the strength of the scale, which tends to occur. However, if the thickness of the scale is too thin, the ductility of the scale itself is increased and the internal stress decreases, so the crack is less. Therefore, the thickness of the scale is preferably in the above range.

(스케일의 조성)(The composition of the scale)

스케일의 조성은, 체적비율로 대략 화이야라이트:2~10%(보다 바람직하게는 3~7%), 우스타이트:2~20%(보다 바람직하게는 10~18%), 마그네타이트:35~70%(보다 바람직하게는 37~50%), 및 헤마타이트:20~60%(보다 바람직하게는 30~55%)의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 난박리성의 화이야라이트의 비율이 적고, 스케일 박리성이 우수한 우스타이트나 마그네타이트의 비율이 높아지도록 스케일 조성이 제어되어 있으므로 산세성이 일층 높아지게 된다.Composition of scale is approximately white volume: 2-10% (more preferably 3-7%), ustatite: 2-20% (more preferably 10-18%), magnetite: 35- by volume ratio It is preferable to satisfy the range of 70% (more preferably 37-50%) and hematite: 20-60% (more preferably 30-55%). According to the present invention, since the composition of the scale is controlled so that the ratio of refractory filament is low and the ratio of ustite and magnetite excellent in scale peeling property is increased, pickling becomes even higher.

(서브스케일의 두께)(Subscale thickness)

서브스케일의 두께는 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명과 같이 Cr을 함유한 강재로는, 전술한 바와 같이 스케일과 지철과의 계면에 Cr을 주체로 한 서브스케일(주로 Cr2O3)이 생성되는데, Cr2O3은 산세 중에 CrO(OH)로 변화하고, 산세액에 대해 난용성의 부동체막(不動體膜)을 생성하므로 산세성이 저하된다. 또한, 부동피막이 생성되면, 지철(地鐵)의 활성화가 저하하여 수소의 발생이 억제되므로 스케일 박리에 긴 시간을 요하게 된다. 서브스케일(sub-scale)의 두께는 얇을수록 좋고, 8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the thickness of a subscale is 2 micrometers or less. One of a steel material containing Cr as in the present invention, there is scale and the interface a subscale of Cr as the main component in the metal part (mainly Cr 2 O 3) is generated as described above, Cr 2 O 3 is CrO during pickling ( OH) and poorly soluble antifreeze film is generated for the pickling solution, so the pickling properties are lowered. In addition, when the passivation film is formed, activation of the ground iron is reduced, and generation of hydrogen is suppressed, which requires a long time for scale peeling. The thinner the sub-scale, the better, and more preferably 8 µm or less.

본 발명의 스프링용 강선재는, 또한 입계산화층의 두께가 다음과 같이 제어되어 있는 것이 바람직하고, 이에 따라 주로 스프링으로 성형될 때 피로특성이 높아진다.In the steel wire for spring of the present invention, the thickness of the grain boundary oxide layer is preferably controlled as follows, whereby the fatigue characteristics are increased mainly when molded into a spring.

(입계산화층의 깊이)(Depth of grain boundary layer)

입계산화층의 깊이(두께)는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 입계산화층의 두께는 얇을수록 좋고, 8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the depth (thickness) of a grain boundary oxide layer is 10 micrometers or less. The thickness of a grain boundary oxide layer is so good that it is thin, and it is more preferable that it is 8 micrometers or less.

또한, 입계산화는 상기(上記)와 같이 스프링용 강선재 뿐만 아니라 스프링으로 가공한 후(예컨데 오스테나이트영역에서 칭할 때)에 생기는 경우도 있다. 스프링으로 가공할 때의 입계산화층의 깊이는 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.In addition, grain boundary oxidation is not only a steel wire for the spring, but also processed into a spring (for example, in the austenite region). May occur). It is preferable that the depth of the grain boundary oxide layer at the time of working with a spring is 15 micrometers or less.

이상, 본 발명의 스프링용 강선재에 대하여 설명하였다.In the above, the spring steel wire material of this invention was demonstrated.

이어서, 상기 스프링용 강선재를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Next, the method of manufacturing the spring steel wire material will be described.

스프링용 강선재의 제조방법은, (a)가열공정, (b)균열공정, (c)열간압연공정 전의 탈(脫)스케일공정, (d)열간압연 공정을 포함한다. 본 발명에서는, 표층부로의 Cr 농화를 방지하고, 입계산화를 억제하기 위하여 특히 (a)가열공정에서의 승온속도 및 가열온도, 그리고 (b)균열공정에서의 균열시간 및 균열온도를 면밀히 제어하고, 이에 따라 표층의 Cr 농도를 현저히 저감하는 것이 가능하게 되었다. 후술하는 실시예에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면 Si 및 Cr을 다량 함유한 강을 이용하지 않아도 표층부로의 Cr 농화가 현저히 억제되어, 스케일 및 서브스케일의 두께도 얇고, 입계산화층도 전혀 생성되지 않아, 인장강도가 약 1600MPa 이상이고, 피로특성이 우수한 스프링을 제공하는 것이 가능하게 되었다.The manufacturing method of the steel wire for spring includes (a) heating step, (b) cracking step, (c) descaling step before hot rolling step, and (d) hot rolling step. In the present invention, in order to prevent Cr thickening to the surface layer portion and to suppress grain boundary oxidation, in particular, (a) the heating rate and heating temperature in the heating step, and (b) the cracking time and the cracking temperature in the cracking step are closely controlled. As a result, it is possible to remarkably reduce the Cr concentration of the surface layer. As shown in the examples below, according to the present invention, even when the steel containing a large amount of Si and Cr is not used, Cr concentration to the surface layer is remarkably suppressed, so that the scale and subscale thickness are thin and no grain boundary oxide layer is formed. Therefore, it is possible to provide a spring having a tensile strength of about 1600 MPa or more and excellent fatigue characteristics.

이하, 각 공정을 상세히 설명한다.Hereinafter, each process is explained in full detail.

(ⅰ) 가열공정(Iii) heating process

여기에서는, 대략 10℃/min 이상의 승온속도로 700℃~1000℃의 온도로 가열한다. 승온속도가 10℃/min 미만인 경우, 표층부로의 Cr의 농화를 효과적으로 방지할 수 없다. 승온속도는 될 수 있는 한 빠른편이 좋고, 15℃/min 이상인 것이 바람직하다. 또한, 가열온도가 상기 범위를 넘으면, Cr의 농화가 진행되어 표층의 Cr 량이 많아진다. 한편, 가열온도가 상기 범위를 밑돌면 강재가 충분히 가열되지 않아, 조(粗)압연할 수 없다. 가열온도는, 750℃ 이상, 900℃ 이하인 것이 바람직하다.Here, it heats to the temperature of 700 degreeC-1000 degreeC at the temperature increase rate of about 10 degreeC / min or more. When the temperature increase rate is less than 10 ° C./min, the concentration of Cr to the surface layer portion cannot be effectively prevented. The temperature increase rate should be as fast as possible, and it is preferable that it is 15 degreeC / min or more. Moreover, when heating temperature exceeds the said range, concentration of Cr advances and Cr amount of surface layer increases. On the other hand, when heating temperature is less than the said range, steel materials are not heated enough and crude rolling cannot be carried out. It is preferable that heating temperature is 750 degreeC or more and 900 degrees C or less.

(ⅱ) 균열공정(Ii) cracking process

여기에서는, 대략 1050℃~1250℃(바람직하게는 1100℃~1200℃)의 온도에서, 20분~60분간(보다 바람직하게는 30분~50분간) 균열(均熱)한다. 이 균열조건은, 표층으로의 Cr의 농화를 방지하고, 입계산화의 진행을 억제하기 위해 결정된 것으로서, 예컨데 균열온도나 균열시간이 상기 범위를 넘으면, Cr의 농화가 진행되기 쉽게 되고, 한편 균열온도나 균열시간이 상기 범위를 밑돌면, 입계산화가 진행되게 된다.Here, it cracks for 20 minutes-60 minutes (more preferably, 30 minutes-50 minutes) at the temperature of about 1050 degreeC-1250 degreeC (preferably 1100 degreeC-1200 degreeC). This cracking condition is determined to prevent the thickening of Cr to the surface layer and to suppress the progression of grain boundary oxidation. For example, when the cracking temperature or the cracking time exceeds the above range, the thickening of Cr is likely to proceed, and the cracking is performed. If the temperature or the cracking time is less than the above range, grain boundary oxidation proceeds.

본 발명에 있어서, 가열공정의 가열온도와 균열공정의 균열온도는, 반드시 일치해야할 필요는 없다. 예컨데 후술하는 실시예에서는, 가열온도보다도 균열온도가 약 50~150℃ 정도 높아졌는데, 이것은 가열 후, 균열 전의 체류시간 등에 의해 균열시의 온도가 상승했기 때문이다.In the present invention, the heating temperature of the heating step and the cracking temperature of the cracking step do not necessarily have to coincide. For example, in Examples described later, the cracking temperature is higher by about 50 to 150 ° C than the heating temperature, because the temperature at the time of cracking is increased by the residence time before cracking after heating.

(ⅲ) 열간압연 전의 (Iii) before hot rolling 탈(脫)스케일Descale 공정 fair

본 발명의 스프링용 강선재는, 특히 상기 (ⅰ) 및 (ⅱ)의 공정에 유의하여 제조할 것이 필요하고, 다른 공정, 예컨데 (ⅲ)열간압연 전의 탈 스케일 공정이나 다음의 (ⅳ)열간압연공정은, 특히 한정되지 않지만 통상 이용되는 조건을 적절히 선택할 수 있는데, 예컨데 다음과 같이 제어할 것이 권장된다.The steel wire material for spring of this invention needs to be manufactured especially paying attention to the process of said (i) and (ii), and is another process, for example, (i) the descaling process before hot rolling, and the following (i) hot rolling process. Although is not particularly limited, the conditions usually used can be appropriately selected. For example, the following control is recommended.

여기에서는 주로 화이야라이트 함유 스케일을 빠르게 제거하기 위하여, 약 80kgf/㎟(≒785MPa)~160kgf/㎟(≒1569MPa), 보다 바람직하게는 약 100kgf/㎟(≒981MPa)~120kgf/㎟(≒1176MPa)의 수압하에서 약 1초~10초간(보다 바람직하게는 3초~7초간), 고수압샤워를 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 후속 열간압연 공정을 빠르게 실시할 수가 있다. 샤워의 수압이 80kgf/㎟ 미만인 경우, 스케일이 두껍게 되어 열간압연 중의 물림에 의한 표면 흠의 발생이나, 표층 Cr 농도의 증가를 초래할 우려가 있다. 한편, 샤워의 수압이 160kgf/㎟을 초과하면, 열간압연 전의 빌렛트 온도가 저하하여 압연이 어렵게 된다.In this case, in order to quickly remove the fiber containing scale, about 80 kgf / mm 2 (≒ 785 MPa) to 160 kgf / mm 2 (≒ 1569 MPa), more preferably about 100 kgf / mm 2 (≒ 981 MPa) to 120 kgf / mm 2 (≒ 1176 MPa) It is preferable to perform a high water pressure shower for about 1 second to 10 seconds (more preferably, 3 seconds to 7 seconds) under a water pressure of). Thereby, a subsequent hot rolling process can be performed quickly. When the water pressure of the shower is less than 80 kgf / mm 2, the scale becomes thick, which may cause the occurrence of surface defects due to the bite during hot rolling and an increase in the surface layer Cr concentration. On the other hand, when the water pressure of the shower exceeds 160 kgf / mm 2, the billet temperature before hot rolling decreases and rolling becomes difficult.

또한, 열간압연 전의 탈 스케일 공정은, 상기 고수압 샤워에 한정되지 않고, 예컨데 숏트블래스트 등의 기계적인 스케일 박리를 행해도 좋다.In addition, the descaling process before hot rolling is not limited to the said high water pressure shower, For example, you may perform mechanical scale peeling, such as a shot blast.

(ⅳ) 열간압연 공정(Iii) hot rolling process

여기에서는, 열간압연 중에 생성된 화이야라이트로의 Cr 농화를 방지하고, 또한 스케일의 조성을 적절히 제어하기 위하여 소정의 수냉샤워를 실시한다.Here, a predetermined water-cooled shower is performed in order to prevent Cr thickening of the white light generated during hot rolling and to appropriately control the composition of the scale.

구체적으로는, 조압연을 행한 후의 마무리 압연공정에 있어서, 샤워로 냉각을 행한다. 샤워의 물의 량은 대략 100t/hr 이상, 200t/hr 이하인 것이 바람직하고, 120t/hr 이상, 180t/hr 이하인 것이 보다 바람직하다. 샤워의 물의 량이 100t/hr 미만이면, 소망하는 스케일(화이야라이트) 제거작용, 및 ΔCu의 저감작용이 효과적으로 발휘되지 않는다. 한편, 샤워의 물의 량이 200t/hr을 초과하면, 강재가 과잉 냉각되어 과냉조직이 석출되어 버린다.Specifically, in the finishing rolling process after rough rolling, cooling is performed by a shower. The amount of water in the shower is preferably about 100 t / hr or more and 200 t / hr or less, and more preferably 120 t / hr or more and 180 t / hr or less. If the amount of water in the shower is less than 100 t / hr, the desired scale (fiyalite) removal action and the reduction action of ΔCu are not effectively exhibited. On the other hand, when the amount of water in the shower exceeds 200 t / hr, the steel is excessively cooled to precipitate the supercooled structure.

마무리압연 온도는, 주로 스케일의 두께나 조성을 적절히 제어하기 위하여 대략 800℃~1000℃(보다 바람직하게는 950℃~980℃)의 범위에서 행하는 것이 바람직하다.It is preferable to perform finish rolling temperature mainly in the range of about 800 degreeC-1000 degreeC (more preferably, 950 degreeC-980 degreeC), in order to control suitably the thickness and composition of a scale.

또한 위와 같은 관점으로부터, 예컨데 마무리압연 종료 후, 약 700℃의 온도역까지 냉각속도를 4℃/sec~20℃/sec(보다 바람직하게는 6℃/sec~15℃/sec)의 범위내로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 온도역에서의 냉각속도가 4℃/sec 미만인 경우, 스케일 두께 등이 증가하여 산세성이 저하한다. 한편, 상기 냉각속도가 20℃/sec를 초과하면, 해당 온도역의 유지시간이 짧아져, 당해 온도역에서 생성하는 우스타이트의 비율이 저하하므로, 산세성이 저하한다.From the above point of view, for example, after finishing rolling, the cooling rate is controlled within a range of 4 ° C / sec to 20 ° C / sec (more preferably 6 ° C / sec to 15 ° C / sec) to a temperature range of about 700 ° C. It is desirable to. When the cooling rate in the temperature range is less than 4 ° C / sec, the scale thickness and the like increase, and the pickling property is lowered. On the other hand, when the said cooling rate exceeds 20 degreeC / sec, the holding time of the said temperature range will become short, and since the ratio of the wustite produced | generated in this temperature range will fall, pickling property will fall.

본 발명에는, 상기 스프링용 강선재 외에, 상기 강선재를 이용하여 얻을 수 있는 스프링도 포함된다. 본 발명에 따르면, 붉은 스케일이라 불리는 스케일 흠도 전혀 생기지 않아, 표면성상(表面性狀)이 매우 우수하고 피로특성도 높은 스프링을 제조하는 것이 가능하다.The present invention includes, in addition to the spring steel wire material, a spring obtained by using the steel wire material. According to the present invention, scale defects called red scales do not occur at all, and it is possible to manufacture a spring having excellent surface properties and high fatigue characteristics.

스프링을 제조하는 방법은, 특히 한정되지 않으므로 통상 이용되는 방법을 적절히 채용하면 된다. 대표적으로는 예컨데 다음의 스프링 공정 (a)~(c)가 있는데, 어느 것을 채용해도 본 발명의 스프링을 제조할 수 있다.Since the method of manufacturing a spring is not specifically limited, What is necessary is just to employ | adopt the method normally used suitably. Representatively, there are the following spring steps (a) to (c), for example, and any of them can be used to manufacture the spring of the present invention.

(a) 산세→표면피막처리→인발→칭ㆍ템퍼링(오일템퍼)(a) Pickling → surface coating → drawing → Ching and Tempering (Oil Tempering)

(b) 연(鉛)파텐팅(LP)→산세→표면피막처리→인발→오일템퍼(b) Soft parting (LP) → pickling → surface coating → drawing → oil tempering

(c) 아닐링→산세→표면피막처리→피삭(皮削:SV)→LP→산세→표면피막처리→인발→오일템퍼(c) annealing → pickling → surface coating → machining → SV → pickling → surface coating → drawing → oil temper

후술하는 실시예에서 나타나듯이, 본 발명에 의하면 ΔCr이 낮게 억제된 압연선재를 얻을 수 있으므로, 상기 스프링 공정 (a)~(c)의 어느 방법을 이용해도, 표면성상이 매우 우수한 스프링을 얻을 수 있다. 또한, 압연선재의 입계산화층의 두께도 얇게 제어되기 때문에, 상기 어느 스프링 공정을 이용해도, 피로특성이 우수한 스프링을 얻을 수 있다. 또한, 압연선재의 입계산화층의 두께가 본 발명의 바람직한 범위를 벗어난다고 해도, 상기 스프링공정 (c)와 같이 피삭처리를 행하면 스프링 가공후의 입계산화층은 얇게 되어, 양호한 피로특성을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인하고 있다.As can be seen from the examples described later, according to the present invention, a rolled wire rod having a low ΔCr can be obtained. Therefore, even if any of the spring processes (a) to (c) is used, a spring having excellent surface properties can be obtained. have. In addition, since the thickness of the grain boundary oxide layer of the rolled wire is also controlled to be thin, a spring excellent in fatigue characteristics can be obtained using any of the spring processes described above. In addition, even if the thickness of the grained oxide layer of the rolled wire is outside the preferred range of the present invention, if the machining process is performed as in the spring step (c), the grained oxide layer after the spring processing will be thin, so that good fatigue characteristics can be obtained. Check through.

상기 스프링공정 (a)~(c)에 기재된 각 처리방법은 특히 한정되지 않으므로, 통상 실시되는 방법을 적절히 선택할 수 있다. 예컨데 산세처리는, 대표적으로는 60℃~90℃의 온도에서 5~25%의 H2SO4 안에 침지하던가, 또는 20℃~50℃의 온도에서 5~15%의 HCl 안에 침지하는 것으로 행해진다.Since each treatment method described in said spring process (a)-(c) is not specifically limited, The method normally performed can be selected suitably. For example, pickling is typically performed by dipping in 5 to 25% H 2 SO 4 at a temperature of 60 ° C to 90 ° C or in 5 to 15% of HCl at a temperature of 20 ° C to 50 ° C. .

[[ 실시예Example ]]

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니고, 전ㆍ후기의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경한 것은 본 발명의 기술범위 내에 포함된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on an Example. However, the following Examples do not limit the present invention, and modifications appropriately within the scope not departing from the gist of the preceding and the latter are included within the technical scope of the present invention.

(스프링용 강선재의 제조)(Manufacture of Steel Wire for Spring)

표 1에 나타난 각각의 강(강종 A~G, 모두 본 발명에서 정한 강중성분을 만족하고 있는 것으로, 잔부는 철 및 불가피불순물로 이루어진다)을 소형 진공용해로에서 150kg 용제하고, 155cm 각의 빌렛트에 열간단조(熱間鍛造)한 후 하기에 나타난 선재공정 1~3의 가열ㆍ열간압연 조건으로 직경 7.4㎜ 경의 강선재를 제작하였다. 상기 선재공정 중, 선재공정 1 및 2는, 본발명에서 규정하는 제조조건을 모두 만족하는 본발명예이고, 선재공정 3은 가열온도 및 균열온도 양쪽이 본 발명의 범위보다도 높은 비교예이다.150 kg of each steel (steel grades A to G, all of which satisfy the steel composition defined in the present invention, the balance consisting of iron and inevitable impurities) is dissolved in a small vacuum melting furnace, and billets of 155 cm angle are shown in Table 1. After hot forging, a steel wire with a diameter of 7.4 mm was produced under the heating and hot rolling conditions of the wire rods 1 to 3 shown below. Among the wire rod steps, wire rod steps 1 and 2 are examples of the present invention that satisfy all of the manufacturing conditions specified in the present invention, and wire rod step 3 is a comparative example in which both heating temperature and crack temperature are higher than the scope of the present invention.

(선재공정 1)(Wire Rod Process 1)

15℃/min의 가열속도로 약 1000℃까지 가열한 후, 약 1060℃로 20분간 균열하고, 100kgf/㎟(≒981MPa)의 수압하에서 약 5초간 높은 수압으로 샤워를 행하여 탈 스케일을 실시하였다. 이어서 조압연을 행한 후, 150t/hr의 샤워냉각을 행하면서 마무리압연을 행한 후(마무리압연 온도 950℃), 마무리압연 종료 후, 약 700℃까지의 범위를 6℃/sec의 냉각속도로 냉각하였다. 권취온도는 875℃로 하였다.After heating up to about 1000 degreeC by the heating rate of 15 degree-C / min, it cracked for 20 minutes at about 1060 degreeC, showered with high water pressure for about 5 second under the water pressure of 100 kgf / mm <2> (# 981 MPa), and descaled. Subsequently, after rough rolling, finishing rolling was performed while shower cooling at 150 t / hr (finishing rolling temperature 950 ° C.), and after finishing rolling, the range up to about 700 ° C. was cooled at a cooling rate of 6 ° C./sec. It was. Winding temperature was 875 degreeC.

(선재공정 2)(Wire Rod Process 2)

20℃/min의 가열속도로 약 980℃까지 가열한 후, 약 1100℃으로 30분간 균열하고, 100kgf/㎟(≒981MPa)의 수압하에서 약 5초간 높은 수압으로 샤워를 행하여 탈 스케일을 실시하였다. 이어서 조압연을 행한 후, 150t/hr의 샤워냉각을 행하면서 마무리압연을 행한 후(마무리압연 온도 950℃), 마무리압연 종료 후, 약 700℃까지의 범위를 6℃/sec의 냉각속도로 냉각하였다. 권취온도는 875℃로 하였다.After heating to about 980 degreeC at the heating rate of 20 degreeC / min, it cracked at about 1100 degreeC for 30 minutes, showered by high water pressure for about 5 second under the water pressure of 100 kgf / mm <2> (# 981 MPa), and descaled. Subsequently, after rough rolling, finishing rolling was performed while shower cooling at 150 t / hr (finishing rolling temperature 950 ° C.), and after finishing rolling, the range up to about 700 ° C. was cooled at a cooling rate of 6 ° C./sec. It was. Winding temperature was 875 degreeC.

(선재공정 3)(Wire Rod Process 3)

18℃/min의 가열속도로 약 1100℃까지 가열한 후, 약 1300℃에서 40분간 균열하고, 100kgf/㎟(≒981MPa)의 수압하에서 약 5초간 높은 수압으로 샤워를 행하여 탈 스케일을 실시하였다. 이어서 조압연을 행한 후, 150t/hr의 샤워냉각을 행하면서 마무리압연을 행한 후(마무리압연 온도 1050℃), 마무리압연 종료 후, 약 700℃까지의 범위를 4℃/sec의 냉각속도로 냉각하였다. 권취온도는 875℃로 하였다.After heating to about 1100 degreeC by the heating rate of 18 degree-C / min, it cracked for 40 minutes at about 1300 degreeC, showered with high water pressure for about 5 seconds under the water pressure of 100 kgf / mm <2> (# 981 MPa), and descaled. Subsequently, after rough rolling, finish rolling was performed while shower cooling at 150 t / hr (finishing rolling temperature 1050 ° C.), and after finishing rolling, the range up to about 700 ° C. was cooled at a cooling rate of 4 ° C./sec. It was. Winding temperature was 875 degreeC.

이렇게 하여 얻은 각 강선재에 대하여, 전술한 방법으로 ΔCr을 측정함과 아울러, 산세성을 평가하였다.About each steel wire obtained in this way, while measuring (DELTA) Cr by the method mentioned above, pickling property was evaluated.

(산세성의 평가)(Evaluation of pickling)

상기 강선재를 100㎜ 길이로 절단하고, 샘플수(n)를 3으로 하여 이하의 산세 테스트(비이커 테스트)를 실시하였다. 여기에서는, 실조업의 산세처리와 같은 조건하에서 실험을 행하였다.The steel wire was cut into a length of 100 mm, and the following pickling test (beaker test) was performed with the number of samples n as three. Here, experiments were conducted under the same conditions as pickling treatment in the actual industry.

산용액 : 15%의 황산Acid solution: 15% sulfuric acid

지철의 용해방지용으로 인히비터(카치온성 아민 유도체)를 0.5%         0.5% inhibitor (cationic amine derivative) to prevent dissolution of iron

철분으로 2가철을 20g/L         20g / L biferrous iron with iron

침지조건 : 60℃에서 10분간Immersion condition: 10 minutes at 60 ℃

이어서, 산세 후의 스케일 박리율을 다음과 같이 하여 측정하였다. 본 실시예에서는, 원래의 스케일 부착율(후술하는 A)에 대한, 산세를 행할 때의 스케일 박리율(B)의 백분율(B/A×100(%))로「산세후의 스케일 박리율」을 정의하였다.Next, the scale peeling rate after pickling was measured as follows. In the present embodiment, "scale peeling rate after pickling" is expressed as a percentage (B / A x 100 (%)) of the scale peeling rate B when pickling with respect to the original scale adhesion rate (A described later). Defined.

(1) A(%) = [(W0-W1)/W0]×100(1) A (%) = [(W 0 -W 1 ) / W 0 ] × 100

식 중,In the formula,

A는 원래의 스케일 부착율(강선재의 스케일 부착율)이고,A is the original scale adhesion rate (scale adhesion rate of steel wire),

W0은 침지 전의 강선재(압연 그대로의 스케일 부착한)의 중량(g),W 0 is the weight (g) of the steel wire (with scale as it is rolled) before immersion,

W1은 상기 침지조건으로 침지한 후의 강선재의 중량(g)을 의미한다.W 1 means the weight (g) of the steel wire after immersion under the immersion conditions.

(2) B(%) = [(W01-W2)/(W01)](2) B (%) = [(W 01 -W 2 ) / (W 01 )]

B는 상기 조건으로 산세한 후의 스케일 박리율이고,B is a scale peeling rate after pickling on the said conditions,

W01은 침지 전의 강선재(압연 그대로)의 중량(g),W 01 is the weight (g) of the steel wire (as rolled) before immersion,

W2는 산세실험 후의 중량(g)을 의미한다.W 2 means the weight (g) after pickling experiment.

상기 식 (1) 및 (2)에 있어서, W0 및 W01은, 모두 압연 그대로의 강선재의 중량을 의미하지만, 「같은 조건으로 제조한 각각의 샘플(압연 그대로의 강선재)의 중량」을 명확히 하기 위하여 다른 기호를 이용하였다. 같은 샘플을 이용하여 상기 A 및 B를 측정하는 것은 불가능하기 때문이다.In the above formulas (1) and (2), W 0 and W 01 both mean the weight of the steel wire as it is rolled, but the "weight of each sample (steel wire as it is rolled) manufactured under the same conditions". Other symbols are used to clarify. This is because it is impossible to measure A and B using the same sample.

본 발명에서는, 위와 같이 측정한 스케일 박리율이 100%인 것을 산세성이 우수하다(합격, ○)라고 판정하였다. In this invention, it was judged that the thing of 100% of scale peeling rates measured as mentioned above is excellent in pickling property (passing (circle)).

또한, 스케일, 서브스케일 및 입계산화층의 두께, 그리고 스케일의 조성을 다음과 같이 측정하였다. 이들을 측정함에 있어서는, 상기 강선재를 수지에 담궈 압연방향으로 수직인 단면(측정면)을 연마제로 경면마무리한 후, 전도성을 유지하기 위하여 오스미움을 이용하여 증착(蒸着)을 행한 것을 공시재로 이용하였다. In addition, the scale, the thickness of the subscale and the grain boundary oxide layer, and the composition of the scale were measured as follows. In measuring them, the steel wire is immersed in the resin, and the end surface (measurement surface) perpendicular to the rolling direction is mirror-finished with an abrasive, followed by deposition using osmium to maintain conductivity. Was used.

(스케일의 두께)(Thickness of scale)

상기 공시재의 단면을 Fe-SEM 장치(히다치세이사쿠쇼 제의 S-4500 전계방사형 주사전자현미경)를 이용하여 관찰한 사진(배율:3000배)에 기하여, 스케일의 두께를 측정하고, 그 최대 두께를「스케일의 두께」로 하였다.The thickness of the scale was measured based on a photograph (magnification: 3000 times) observed using a Fe-SEM apparatus (S-4500 field emission scanning electron microscope manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd.). Was taken as "thickness of scale".

본 발명에서는, 위와 같이 하여 측정된 스케일의 두께가 40㎛ 이하인 것을 합격으로 판정하였다.In this invention, it was determined by pass that the thickness of the scale measured as mentioned above is 40 micrometers or less.

(스케일의 조성)(The composition of the scale)

상기 공시재의 단면에 대하여, 다음 조건의 X선 회절분석을 행하여 스케일의 조성(체적비율)을 측정하였다.The cross section of the specimen was subjected to X-ray diffraction analysis under the following conditions to measure the composition (volume ratio) of the scale.

장치 : 리가꾸덴끼 제 「RAD-RU300」 Equipment: Rigakudenki `` RAD-RU300 ''

타겟 : CrTarget: Cr

타겟 출력 : 40kV-200mATarget output: 40kV-200mA

모노크로메터 수광(受光) 슬릿 : 0.6㎜Monochrome Light Slit: 0.6mm

슬릿 : 발산 1°, 산활 1°, 수광 0.15㎜Slit: 1 ° divergence, 1 ° divergence, 0.15 mm light receiving

주사속도 : 2°/minScanning Speed: 2 ° / min

측정범위(2θ) : 15° 또는 110°Measuring range (2θ): 15 ° or 110 °

샘플링 폭 : 0.02°/stepSampling Width: 0.02 ° / step

(서브스케일의 두께)(Subscale thickness)

전술한 「스케일의 두께」와 같은 방법으로, Fe-SEM 사진에 기하여 서브스케일의 두께를 측정하고, 그 최대 두께를 「서브스케일의 두께」로 하였다. Fe-SEM 사진에 있어서 서브스케일은, 스케일에 비하여 검게 관찰되기 때문에(도 1 참조), 양자는 색의 농담(濃淡)으로 구별할 수 있다.By the same method as the "thickness of scale" mentioned above, the thickness of the subscale was measured based on the Fe-SEM photograph, and the maximum thickness was made into the "subscale thickness". In the Fe-SEM photograph, since the subscale is observed black compared to the scale (see FIG. 1), both can be distinguished by light and shade of color.

본 발명에서는, 위와 같이 하여 측정된 서브스케일의 두께가 2㎛ 이하인 것을 합격으로 판정하였다.In this invention, it was judged as the pass that the thickness of the subscale measured as mentioned above is 2 micrometers or less.

(입계산화층의 두께)(Thickness of grain boundary layer)

상기 공시재의 단면에 대하여, 광학현미경(배율 400배)을 이용하여 입계산화층을 측정하고, 그 최대 깊이를 「입계산화층의 두께」로 하였다.About the cross section of the said specimen, the grain boundary oxide layer was measured using the optical microscope (400x magnification), and the maximum depth was made into the "thickness of the grain boundary oxide layer."

본 발명에서는, 위와 같이 하여 측정된 입계산화층의 깊이가 10㎛ 이하인 것을 합격으로 판정하였다.In this invention, it was judged as pass that the depth of the grain boundary oxide layer measured as mentioned above is 10 micrometers or less.

(스프링용 강선의 제조)(Manufacture of Steel Wire for Spring)

이어서, 상기 각 강선재를 이용하여 다음에 나타난 스프링 공정 (a)~(c) 중 어떤것이나 택하여 행하고, 이에 의해 직경 4.0㎜의 스프링용 강선(오일템퍼 선)을 제조하였다. 하기 공정에서 인발, 연(鉛)파텐팅(LP), 및 피삭(SV)은 모두 같은 조건으로 실시하였다.Subsequently, any of the spring steps (a) to (c) shown below was selected and performed using the respective steel wires, thereby producing a steel wire for use (oil temper wire) having a diameter of 4.0 mm. In the following process, drawing, lead parting (LP), and workpiece (SV) were all performed under the same conditions.

(a) 표면피막처리→인발(건식 신선)→오일템퍼(가열온도:930℃, 칭 기름온도:70℃, 템퍼링 온도:450℃, 템퍼링 후의 냉각:수냉)(a) Surface coating treatment → drawing (dry drawing) → oil temper (heating temperature: 930 ° C) Oil temperature: 70 ° C, tempering temperature: 450 ° C, cooling after tempering: water cooling)

(b) LP, 930℃로 가열→600℃로 유지→산세→표면피막처리→인발→오일템퍼(b) LP, heated to 930 ° C. → maintained at 600 ° C. → pickling → surface coating treatment → drawing → oil temper

(c) 아닐링(660℃로 2시간 유지)→산세→SV→LP→산세→인발→오일템퍼(c) annealing (holding at 660 ° C for 2 hours) → pickling → SV → LP → pickling → drawing → oil temper

(입계산화층의 깊이)(Depth of grain boundary layer)

이렇게 하여 얻은 오일템퍼 선을 이용하여, 상기(上記)와 같은 방법으로 입계산화층의 깊이를 측정하였다. 본 발명에서는, 입계산화층의 깊이가 10㎛ 이하인 것을 합격으로 판정하였다.Using the oil temper wire thus obtained, the depth of the grain boundary oxide layer was measured in the same manner as above. In this invention, it was determined by pass that the depth of a grain boundary oxide layer is 10 micrometers or less.

(피로수명 (내 크랙성))(Fatigue Life (Crack Resistance))

상기 오일템퍼 선을 절단한 샘플(길이 약 650㎜)을 50개 준비하고, 나카무라식 회전굽힘 피로시험을 행하였다. 각 샘플의 인장강도의 45%의 부하응력 하에서의 피로시험(10000만 회)을 행하고, 절손이 발생한 수를 측정하였다. 샘플 50개 중, 절손이 발생한 비율(절손율)을 산출하였다.Fifty samples (about 650 mm in length) cut | disconnected the said oil temper line were prepared, and the Nakamura-type rotary bending fatigue test was done. A fatigue test (10 million times) under a load stress of 45% of the tensile strength of each sample was performed, and the number of breakages was measured. In 50 samples, the ratio (loss rate) which a loss generate | occur | produced was computed.

본 발명에서는, 위와 같이 하여 측정된 절손율이 5% 이하인 것을 피로특성이 우수하다(합격, ○)고 판정하였다.In the present invention, it was determined that the fatigue rate measured as described above was 5% or less, which was excellent in fatigue characteristics (passed, ○).

이들 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.These results are shown in Table 2 and Table 3.

[표 1]TABLE 1

[표 2]TABLE 2

[표 3]TABLE 3

표 2 및 표 3에 있어서, 예컨데 「A-1」은, 표 1에 나타난 강종 A를 이용하여 선재공정 1으로 강선재를 제조한 예를 의미하고, 「A-2」는, 표 1에 나타난 강종 A를 이용하여 선재공정 2로 강선재를 제조한 예를 의미한다. 다른 예도 같은 방법으로 이해하면 된다. 또한, 표 3에는 오일템퍼 선을 제조할 때의 스프링공정의 종류를 병기하였다. 예컨데, 표 2 및 표 3에 있어서, No.1은 강종 A를 이용하여 선재공정 1로 강선재를 제조한 후, 스프링공정(a)에 의해 오일템퍼 선을 제조한 예이다. 다른 예도 같은 방법으로 이해하면 된다.In Table 2 and Table 3, for example, "A-1" means the example which manufactured the steel wire material by the wire rod process 1 using the steel grade A shown in Table 1, and "A-2" is shown in Table 1 It refers to an example of manufacturing a steel wire in the wire rod process 2 using the steel grade A. Other examples can be understood in the same way. In addition, in Table 3, the type of spring process at the time of manufacturing an oil temper line was written together. For example, in Table 2 and Table 3, No. 1 is an example which manufactured the oil-tempered wire by the spring process (a) after manufacturing a steel wire by the wire rod process 1 using the steel grade A. FIG. Other examples can be understood in the same way.

표 2 및 표 3으로 인해 다음과 같이 고찰할 수 있다.Table 2 and Table 3 can be considered as follows.

우선 No.1~2, 4~5, 7~8, 10, 12, 14~15는 ΔCr이 본 발명의 범위를 만족함과 동시에, 스케일 및 서브스케일의 두께가 본 발명의 바람직한 범위를 만족하는 본발명예로서, 이들은 표 2에 나타난 바와 같이 스케일 박리율이 100%로 산세성이 극히 우수하다. 또한, 상기 선재의 스케일 조성을 X선 회절법으로 조사한 바, 모두 전술한 바람직한 범위로 제어되어 있는 것을 확인할 수 있다(표에는 나타내지 않음).First, Nos. 1 to 2, 4 to 5, 7 to 8, 10, 12, and 14 to 15 are ΔCr satisfying the scope of the present invention, and the scale and subscale thickness satisfy the preferred range of the present invention. As an honor, they show extremely excellent pickling properties with a 100% peel rate as shown in Table 2. Moreover, when the scale composition of the said wire rod was investigated by the X-ray diffraction method, it can confirm that all are controlled in the above-mentioned preferable range (not shown in the table).

또한, 상기 선재 및 상기 선재를 이용하여 얻은 오일템퍼선에는, 모두 입계산화층의 생성은 전혀 보이지 않아 피로특성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 상기 오일템퍼선의 인장강도를 JIS Z 2241에 기하여 측정한 바, 모두 약 1900~2100MPa 이상의 고강도를 갖고 있음이 확인되었다(표에는 나타내지 않음).In addition, both of the wire rod and the oil tempered wire obtained by using the wire rod showed no generation of grain boundary oxide at all, and it was found that the fatigue characteristics were excellent. In addition, when the tensile strength of the oil-tempered wire was measured based on JIS Z 2241, it was confirmed that all had a high strength of about 1900-2100 MPa or more (not shown in the table).

상기 본 발명예 중, No.1~2, 4~5, 7~8은 스프링공정 (a)로, No.10, 12, 14 및 15는 스프링공정 (b)로 각각 오일템퍼선을 제작하였는데, 어떠한 방법으로도 피로특성이 우수한 스프링을 얻을 수 있었다. 또한, 표에는 나타내지 않았지만, 스프링공정 (c)에 의해 오일템퍼선을 제작해도 피로특성이 우수한 스프링을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.In the examples of the present invention, Nos. 1, 2, 4, 5, 7 and 8 were produced by the spring step (a), and Nos. 10, 12, 14 and 15 were produced by the spring step (b). The springs with excellent fatigue characteristics could be obtained by any method. In addition, although not shown in the table, it was confirmed through experiments that a spring having excellent fatigue characteristics can be obtained even when the oil tempered wire was produced by the spring process (c).

이에 반해, No. 3, 6, 9, 11, 13은 모두 가열온도 및 균열온도가 본 발명의 범위를 벗어난 선재공정 3을 채용하여 스프링을 제조한 비교예로서, ΔCr이 본 발명의 범위를 벗어나 있으므로, 스케일 박리율이 저하하였다(표 2 참조). 또한, 상기 비교예를 이용하여 얻은 강선재 및 스프링을 입계산화층의 깊이는 모두 본발명의 바람직한 범위를 벗어나 있어, 스프링의 피로수명도 저하하였다.In contrast, No. 3, 6, 9, 11, and 13 are all comparative examples in which the springs were manufactured by adopting wire rod process 3 in which the heating temperature and the cracking temperature were out of the range of the present invention. This was reduced (see Table 2). In addition, the depth of the grain boundary oxide layer of the steel wire and the spring obtained using the comparative example were all outside the preferred range of the present invention, and the fatigue life of the spring also decreased.

또한, 상기 비교예와 같이, 강선재의 입계산화층 깊이가 본 발명의 범위를 벗어나더라도 전술한 스프링공정 (c)와 같이 피삭처리를 행하면, 스프링 가공 후의 입계산화층은 얇게 되어 우수한 피로특성을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.In addition, as in the comparative example, even if the grain boundary layer depth of the steel wire is out of the scope of the present invention and subjected to the machining process as described above in the spring process (c), the grain boundary oxide layer after the spring processing becomes thin to obtain excellent fatigue characteristics It was confirmed through the experiment.

본 발명의 스프링용 강선재는, 표층부의 Cr의 농화가 현저히 억제되어 있는 것 외에도, 스케일, 서브스케일, 및 입계산화층의 두께가 모두 매우 얇기 때문에 산세성이 우수한 것이다. 본 발명의 스프링용 강선재를 이용하여 스프링을 제조하면, 산세공정에 의해 스케일이나 서브스케일이 용이하게 박리되므로, 표면성상이 우수하고 피로특성도 높아진 스프링을 제공할 수 있게 되었다.The spring steel wire of the present invention is excellent in pickling property because the thickness of the scale, the subscale, and the grain boundary oxide layer are all very thin, in addition to the significant concentration of Cr on the surface layer. When the spring is manufactured using the spring steel wire of the present invention, since the scale and the subscale are easily peeled off by the pickling process, it is possible to provide a spring having excellent surface properties and high fatigue characteristics.

도 1은 스케일이 부착된 압연선재의 단면을 관찰한 Fe-SEM 사진이다.1 is a Fe-SEM photograph observing the cross section of the rolled wire rod with a scale.

도 2는 표층의 Cr 농도를 측정하기 위하여, 소정의 공시재를 EPMA 라인 정량분석에 의하여 측정한 도면으로, 도 2 (a)는, Fe에 관하고, X선강도(cps)와 표층부로부터의 거리와의 관계를 나타낸 도면이고, 도 2 (b)는 Cr 농도(%)와 표층부로부터의 거리와의 관계를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram in which predetermined specimens are measured by EPMA line quantitative analysis in order to measure the Cr concentration of the surface layer. FIG. 2 (a) shows the X-ray intensity (cps) and the It is a figure which shows the relationship with distance, and FIG.2 (b) is a figure which shows the relationship between Cr concentration (%) and the distance from a surface layer part.

Claims (4)

C : 0.35 ~ 0.7 %(질량%의 의미. 이하 동일), C: 0.35-0.7% (mean of mass%. The same below), Si : 1.4 ~ 2.5 %, Si: 1.4-2.5%, Mn : 0.05 ~ 1.0 %, Mn: 0.05-1.0%, Cr : 0.5 ~ 1.9 %, Cr: 0.5 to 1.9%, P : 0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), 및 P: 0.02% or less (not including 0%), and S : 0.02% 이하(0%를 포함하지 않음)S: 0.02% or less (not including 0%) 를 포함하고, Including, 표층의 Cr농도와 강중의 Cr농도와의 차가 2.50% 이하인 것을 특징으로 하는 산세성이 우수한 스프링용 강선재(鋼線材).A steel wire for excellent pickling, characterized in that the difference between the Cr concentration in the surface layer and the Cr concentration in the steel is 2.50% or less. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, V : 0.07 ~ 0.4 %,V: 0.07 to 0.4%, Ti : 0.01 ~ 0.1 %, 및Ti: 0.01-0.1%, and Nb : 0.01 ~ 0.1 %Nb: 0.01 ~ 0.1% 으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 또한 함유하는 것을 특징으로 하는 산세성이 우수한 스프링용 강선재.A spring steel wire having excellent pickling properties, further comprising at least one selected from the group consisting of: 제 1항에 있어서, Ni:0.15~0.8%를 또한 함유하는 것을 특징으로 하는 산세성이 우수한 스프링용 강선재.The steel wire for spring having excellent pickling property according to Claim 1, further comprising Ni: 0.15 to 0.8%. 제 1항에 기재된 스프링용 강선재를 이용하여 얻을 수 있는 스프링.A spring obtainable by using the steel wire for spring according to claim 1.
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