KR20090036272A - Steel wire rod for high strength and high toughness spring having excellent cold workability, method for producing the same and method for producing spring by using the same - Google Patents

Steel wire rod for high strength and high toughness spring having excellent cold workability, method for producing the same and method for producing spring by using the same Download PDF

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Abstract

A manufacturing method of steel wire rod and a method for manufacturing the spring from the same are provided to perform a filling and shaving processing in spite of not performing a special thermal process. A manufacturing method of steel wire rod and a method for manufacturing the spring from the same comprises: C: 0.4~0.7 weight% Si: 1.5~3.5 weight% Mn: 0.3~1.0 weight% Cr: 0.01~1.5 weight% Ni: less than 0.01~1.0 weight% Cu: less than 0.01~1.0 weight% B: 0.005~0.02 weight% Al: less than 0.1 weight% O: less than 0.0020 weight% P: less than 0.02 weight% S: less than 0.02 weight% N: less than 0.02 weight%, the remnant Fe and other. The wire rod of spring steel has the internals consisting of a ferrite and a pearlite. The austenite grain drawing of the internals is 8mum or less. The sum of the area fraction of a bainite and a martensite structure are 1% less than among the internals of the steel wire rod.

Description

냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재, 상기 강선재의 제조방법 및 상기 강선재로부터 스프링을 제조하는 방법{STEEL WIRE ROD FOR HIGH STRENGTH AND HIGH TOUGHNESS SPRING HAVING EXCELLENT COLD WORKABILITY, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING SPRING BY USING THE SAME}Steel wire for high strength, high toughness spring with excellent cold workability, method for manufacturing the steel wire and method for manufacturing spring from the steel wire {STEEL WIRE ROD FOR HIGH STRENGTH AND HIGH TOUGHNESS SPRING HAVING EXCELLENT COLD WORKABILITY, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING SPRING BY USING THE SAME}

본 발명은 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재, 상기 강선재의 제조방법 및 상기 강선재로부터 스프링을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 코일 스프링, 판 스프링, 토션바 및 스테빌라이져 등에서 사용되는 스프링으로서 높은 강도와 인성을 동시에 보유하는 스프링을 제조하기 위한 강선재로서 후공정에서 필링가공이나 쉐이빙 가공처리를 위한 연화열처리도 필요없도록 냉간가공성도 우수한 강선재, 상기 강선재를 제조하는 방법 및 상기 강선재를 이용하여 고강도, 고인성 스프링을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength, high toughness spring steel wire material having excellent cold workability, a method for manufacturing the steel wire material and a method for manufacturing a spring from the steel wire material, and more specifically, coil springs, leaf springs, torsion bars for automobiles And a steel wire for producing a spring having high strength and toughness at the same time as a stabilizer, etc., and a steel wire having excellent cold workability so that no softening heat treatment for peeling or shaving processing is required in a post process. It relates to a method for manufacturing and a method for producing a high strength, high toughness spring using the steel wire.

최근, 화석연료 특히 석유연료의 사용량이 급증하면서 상기 석유연료를 연소시킴으로써 발생하는 오염원에 의한 대기오염의 심각성이 전세계적으로 대두되었고, 그 외에도 대형유조선의 기름 유출사고 등이 발생할 뿐만 아니라, 유가가 급등 함에 따라 석유연료에 의한 해악을 회피하기 위하여 가급적이면 석유연료의 사용량을 절감하는 기술에 관한 연구가 다각도로 이루어졌다.Recently, the seriousness of air pollution caused by the pollution sources caused by the combustion of the petroleum fuels has increased worldwide as the use of fossil fuels, especially petroleum fuels, and in addition to the oil spill accident of large tankers, oil prices In order to avoid the damage caused by petroleum fuel, soaring, the research on the technology to reduce the consumption of petroleum fuel as much as possible has been conducted in various angles.

상기 석유연료를 다량사용하는 수요처로서 자동차를 들 수 있는데, 상기 자동차 제조사에서도 석유연료의 사용량을 줄이기 위한 여러가지 시도와 연구를 계속적으로 진행하고 있다. 석유연료의 사용량을 줄이기 위한 가장 전통적인 방법 중 하나인 자동차의 연비를 향상시키는 방법이 현재 개발되어 적용중인 기술의 주류라고 할 수 있는데, 이러한 연비 향상 방법으로서는 우선 엔진의 연소효율과 동력전달 효율 등을 향상시키는 방법을 그 중 하나로 들 수 있으며, 또 다른 방법으로서는 자동차의 차쳬 중량을 감소시킴으로써 단위 거리 이동시 필요한 에너지 량을 감소시키는 방법을 들 수 있다.As a demand source for using a large amount of petroleum fuel, an automobile may be cited, and the automobile manufacturer is continuously conducting various attempts and studies to reduce the amount of petroleum fuel used. One of the most traditional ways to reduce the use of petroleum fuel is to improve the fuel efficiency of automobiles, which is the mainstream of the currently developed and applied technologies. One of the methods for improving is mentioned. Another method is to reduce the amount of energy required to move the unit distance by reducing the weight of the vehicle.

자동차 차체 중량을 감소시키기 위해서는 자동차에 들어가는 부품을 비중이 낮은 경량 재질로 대체하는 방법이 있을 수 있으나, 아직까지는 철제 부품의 우수성을 대체할만한 부품이 적용되는 분야는 많지 않다. 따라서, 아직까지도 자동차 부품으로는 철제 부품이 사용되는 경우가 많으며 상기 철제 부품의 경량화를 통하여 자동차 연비를 향상시키고자 하는 시도가 일반적이다.In order to reduce the weight of the vehicle body, there may be a method of replacing the parts in the car with a light weight material having a low specific gravity, but there are not many fields that can replace the superiority of steel parts. Therefore, steel parts are still often used as automobile parts, and it is common to attempt to improve automobile fuel efficiency by lightening the steel parts.

철제 부품을 단순히 경량화시킬 경우 단위 중량당 지지가능한 하중이 정해져 있기 때문에 자동차의 안전에 치명적인 문제를 일으킬 수 있으며, 따라서 부품 경 량화는 필연적으로 부품의 고강도화라는 숙제를 해결한 뒤에 실현가능한 과제가 되었다.The simple weight reduction of steel parts can cause a fatal problem for the safety of automobiles because the load that can be supported per unit weight is determined. Therefore, the weight reduction of parts is inevitably realized after solving the task of increasing the strength of parts.

특히, 자동차용 스프링은 고강도와 유사한 개념으로서 우수한 영구변형 저항성을 강하게 요구하는 부품이다. 영구변형 저항성이라 함은 스프링을 장기간 사용한 후에 완전히 탄성복원되지 못하여 스프링 높이의 변화가 생기는 영구변형이라는 현상에 대한 저항성을 의미하는데, 스프링의 영구변형 저항성을 높이기 위하여 종래부터 Si를 다량 첨가한 강선재가 스프링용 재료로 사용되어 왔다. 상기 Si는 강의 항복강도를 높임으로서 영구변형을 방지하는 역할을 한다.In particular, automotive spring is a concept similar to high strength is a component that strongly demands excellent permanent deformation resistance. Permanent deformation resistance means resistance to the phenomenon of permanent deformation in which the spring height does not change completely after the spring is used for a long time. In order to increase the permanent deformation resistance of the spring, steel wire rods in which Si is added a large amount It has been used as a spring material. The Si serves to prevent permanent deformation by increasing the yield strength of the steel.

또한, Si는 주기율표상에서 4족에 속하는 원소로서 열역학적으로는 C와 유사한 거동을 하는 원소이다. 앞에서도 설명하였듯이 부품의 고강도(고인장강도)화는 스프링에도 예외가 아닌데, 상기 고강도화를 위하여 필수적으로 첨가되는 원소가 C이다. C는 첨가가 용이하고, 고용강화 또는 함께 첨가되는 다른 합금원소와 함께 석출강도를 일으키는 등의 작용을 통하여 강의 강도를 향상시킨다. 그런데, C가 다량의 Si와 함께 합금내에 첨가될 경우에는 C와 Si의 유사한 열역학적 거동에 의해 두 원소는 자리경쟁을 하게되고 그 결과 C가 합금으로부터 제거되는 탈탄현상이 일어나게 된다.In addition, Si is an element belonging to Group 4 on the periodic table and is thermodynamically similar to C. As described above, the high strength (high tensile strength) of the component is not an exception to the spring, but the element added essentially for the high strength is C. C is easy to add and improves the strength of the steel through the action of strengthening the solid solution or causing precipitation strength together with other alloying elements added together. However, when C is added to the alloy together with a large amount of Si, the two elements compete with each other by the similar thermodynamic behavior of C and Si, and as a result, decarburization occurs in which C is removed from the alloy.

종래의 Si 첨가 스프링강은 SAE9250 등을 들 수 있는데, 이러한 스프링용 강 재내에 Si 함량이 1.8~2.0중량%에 달하기 때문에, 상기 강종내에서 C의 표면탈탄현상은 더욱 극심하게되고, 그 결과 상기 강종에는 표면탈탄층으로 말미암은 피로수명 저하라는 문제까지 발생되어 이를 스프링에 사용되기 곤란하게 되었다.Conventional Si-added spring steel, such as SAE9250, because the Si content of 1.8 ~ 2.0% by weight in the spring steel material, the surface decarburization of C in the steel grade becomes more severe, as a result The steel species has a problem such as fatigue life decrease due to the surface decarburization layer has become difficult to use it in the spring.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 전체적인 탄소 함량을 하향조정하고 Ni를 첨가함으로써 표층부에 탈탄부가 존재하는 것을 방지하고, 탄소함량이 감소함에 따른 강도저하를 보상하기 위해 Si 함량을 더욱 상향 조정하고, Mo를 추가 첨가함으로써 최대 설계 응력을 1200MPa로 증가시킨 고장력 스프링강(일본 특허출원 JP1998-110247 및 JP1996-176737, 대한민국 특허출원 1997-0073576호 및 대한민국 특허공개 1999-0048929호)이 개발되었다.In order to solve this problem, by lowering the overall carbon content and adding Ni to prevent the presence of decarburized portion in the surface layer, further adjust the Si content to compensate for the decrease in strength as the carbon content decreases, Mo High-strength spring steels (Japanese Patent Application Nos. JP1998-110247 and JP1996-176737, Korean Patent Application No. 1997-0073576 and Korean Patent Application No. 1999-0048929) have been developed that further increase the maximum design stress to 1200 MPa.

하지만, 이 개발강은 합금설계 측면에서 항복강도와 변형저항성의 향상을 위해 Si 함량을 높인 것이기 때문에 연속주조시 Si 편석대가 발생한다는 문제점이 지적되었다. 이러한 Si 편석대는 주로 선재의 중심부에 형성되기 때문에 이러한 편석대의 생성은 페라이트 생성을 조장하여 중심부 미세조직의 불균일성을 부추기는 주요한 원인이 되고, 큰 폭의 물성변화를 일으켜 스프링 인성을 떨어드리는 주요한 원인이 된다.However, it was pointed out that this development steel had Si content in order to improve yield strength and deformation resistance. Since the Si segregation zone is mainly formed in the center of the wire rod, the formation of such segregation zone is a major cause of ferrite formation and encourages nonuniformity of the central microstructure, and it is a major cause of large change in physical properties and deterioration of spring toughness. Cause.

또한, 기 개발된 고응력 스프링용 강은 합금원소를 다량 첨가하기 때문에 제조원가가 높아진다는 문제 이외에도 상기 투입된 다량의 합금원소로 말미암아 선재 제조시 비교적 낮은 속도로 선재를 완냉각하여도 저온조직(베이나이트+마르텐사이트의 복합조직)이 발생한다는 문제를 가지고 있다. 선재 제조시 저온조직이 발생하는 경우에는 후공정에서 가공시 문제를 야기할 수 있다. 즉, 베이나이트나 마르텐사이트와 같은 저온조직은 변태시 발생된 내부응력으로 인하여 경도가 매우 높게 되는데, 이러한 저온조직은 선재를 후공정에서 스프링 성형하기 전 선경을 조절하거나 표면 품질을 개선하기 위하여 필링(peeling) 가공 또는 쉐이빙(shaving) 가공할 경우 가공이 곤란하게 하는 원인이 된다. 따라서, 상기 가공을 원활하게 하기 위하여 선재에 대하여 연화열처리 등의 열처리를 수행하게 되는데, 이러한 열처리는 또 다른 원가상승 및 조업성 악화의 요인이 되는 것이다.In addition, the developed high stress spring steel has a low temperature structure (Bainite) even when the wire rod is cooled at a relatively low speed in the manufacture of the wire rod, due to the addition of a large amount of alloying elements, thereby increasing the manufacturing cost. + Complexes of martensite) occur. If low temperature structure occurs during wire rod manufacturing, it may cause problems during processing in the post process. In other words, low-temperature tissues such as bainite and martensite have very high hardness due to internal stress generated during transformation, and these low-temperature tissues are peeled to adjust the wire diameter or improve the surface quality before spring-forming the wire rod. (peeling) or shaving (shaving) processing is a cause that makes the machining difficult. Therefore, in order to smooth the processing, heat treatment such as softening heat treatment is performed on the wire rod, which is another factor of cost increase and deterioration of operability.

그 밖에도 일반적으로 강도와 인성은 서로 배치되는 개념이어서 이들을 한번에 확보하는 것이 어렵다는 점도 상기 고강도 스프링용 강재에는 해결하여야 하는 또다른 문제점이다. 즉, 통상적으로 스프링의 강도를 향상시키고자 할 때 강재 내부에 마르텐사이트나 베이나이트와 같은 경질 조직을 형성시키는 것이 필수적인데, 상기와 같은 마르텐사이트나 베이나이트와 같은 경질 조직은 일반적인 경우에서는 취약한(brittle) 특성을 가지고 있어 충격인성 등이 열악하기 때문이다.In addition, strength and toughness in general, it is a concept that is arranged to each other, it is also difficult to secure them at one time is another problem to be solved for the high-strength spring steel. In other words, in order to improve the strength of the spring, it is essential to form a hard tissue such as martensite or bainite inside the steel, and such a hard tissue such as martensite or bainite is weak in general. This is because the impact toughness is poor due to its brittle characteristics.

상기에서 살펴본 바와 같이, 스프링에는 높은 영구변형저항 및 피로강도를 확보하기 위해 요구되는 고강도 및 그와는 별도로 높은 인성이 모두 함께 요구되나 현재까지는 이러한 물성을 두루 갖춘 스프링용 강재는 아직 개발되지 않은 실정이 다. 또한, 스프링용 강선재 내부에 저온조직이 일부 발생되어 스프링 고객사에서 연화열처리를 실시하여야 하는 경우가 대부분이므로 경제적인 문제점이 있다.As discussed above, the spring requires both high strength and high toughness apart from those required to secure high permanent strain resistance and fatigue strength, but until now, steel for springs having these properties has not been developed yet. to be. In addition, since the low-temperature structure is partially generated inside the steel wire for the spring, in most cases, the softening heat treatment should be carried out by the spring customer.

따라서, 본 발명의 목적은 고강도 및 고인성을 두루 갖춘 스프링을 제조하기 위한 선재로서 후공정에서의 냉간가공성도 우수한 강선재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a steel wire having excellent cold workability in a post process and a method of manufacturing the same as a wire rod for producing a spring having both high strength and high toughness.

또한, 본 발명은 상기 선재를 이용하여 고강도 및 고인성을 두루 갖춘 스프링을 제조하는 방법을 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing a spring having high strength and high toughness using the wire.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면으로서, 본 발명의 강선재는 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.As one aspect of the present invention for achieving the above object, the steel wire of the present invention in weight%, C: 0.4 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 3.5%, Mn: 0.3 ~ 1.0%, Cr: 0.01 ~ 1.5%, Ni: 0.01 to 1.0% or less, Cu: 0.01 to 1.0% or less, B: 0.005 to 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, N: 0.02 It has a composition containing less than%, remainder Fe, and other unavoidable impurities, and has an internal structure composed of ferrite and pearlite, and has a spherical austenite grain size of 8 µm or less.

이때, 상기 강선재의 내부조직 중 베이나이트와 마르텐사이트 조직의 면적분율의 합계가 1% 미만인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the sum of the area fractions of the bainite and martensite structures in the internal structure of the steel wire is less than 1%.

또한, 상기 강선재의 조성에는 중량%로 V : 0.5%이하 및 Ti : 0.5%이하가 더 포함되는 것이 효과적이다.In addition, the composition of the steel wire is effective to further include V: 0.5% or less and Ti: 0.5% or less by weight.

본 발명의 또다른 일측면으로서 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재의 제조방법은 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 빌레트를 열간압연하여 선재로 제조할 때, 사상압연기 중 최종압연기로부터 2번째 이상의 압연기에서의 압연온도가 850℃ 이하인 것을 특징으로 한다.As another aspect of the present invention, the method for producing a high strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability is weight%, C: 0.4 to 0.7%, Si: 1.5 to 3.5%, Mn: 0.3 to 1.0%, Cr. : 0.01 to 1.5%, Ni: 0.01 to 1.0% or less, Cu: 0.01 to 1.0% or less, B: 0.005 to 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02 When rolling billets having a composition containing% or less, N: 0.02% or less, balance Fe and other unavoidable impurities by hot rolling, the rolling temperature in the second or more rolling mill from the final rolling mill of the finishing mill is 850 ° C or less. It features.

이때, 상기 강선재의 조성에는 중량%로 V : 0.5%이하 및 Ti : 0.5%이하가 더 포함되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the composition of the steel wire further includes V: 0.5% or less and Ti: 0.5% or less by weight.

그리고, 상기 압연온도는 Ar3 이상인 것아 효과적이다.And the said rolling temperature is more than Ar3, and it is effective.

또한, 상기 압연된 선재에 대하여 700~850℃의 온도에서 냉각을 개시하여 상온까지 5℃/초 이하의 속도로 냉각을 실시하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to start cooling at a temperature of 700 ~ 850 ° C to the rolled wire rod to perform cooling at a rate of 5 ° C / sec or less to room temperature.

본 발명의 또다른 일측면으로서 고강도, 고인성인 스프링을 제조하는 방법은 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재를 이용하여 스프링을 제조하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법으로서, 상기 강선재에 대하여 연화열처리 없이 필링(peeling) 및 쉐이빙(shaving)하는 단계; 상기 강선재에 대하여 오스테나이트화 처리하는 단계; 상기 오스테나이트화 처리된 강선재를 유냉하는 단계; 상기 유냉된 강선재를 소려처리하는 단계; 및 상기 소려처리된 강선재를 스프링 형상으로 냉간가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another aspect of the present invention, a method for producing a spring having high strength and high toughness is% by weight, C: 0.4-0.7%, Si: 1.5-3.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.01-1.5%, Ni: 0.01 to 1.0% or less, Cu: 0.01 to 1.0% or less, B: 0.005 to 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, N: 0.02 High strength and high cold workability, having a composition containing less than%, balance Fe and other unavoidable impurities, having an internal structure composed of ferrite and pearlite, and having a spherical austenite grain size of 8 μm or less. A method of manufacturing a high strength, high toughness spring for producing a spring using a steel wire for toughness spring, comprising: peeling and shaving the steel wire without softening heat treatment; Austenitizing the steel wire; Oil-cooling the austenitized steel wire; Treating the oil-cooled steel wires; And cold working the thinned steel wire into a spring shape.

상기 냉간가공에 의한 스프링 제조방법과는 별도로 열간가공에 의해 스프링을 제조하는 본 발명의 또하나의 스프링 제조방법은, 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재를 이용하여 스프링을 제조하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법으로서, 상기 강선재에 대하여 연화열처리 없이 필링(peeling) 및 쉐 이빙(shaving)하는 단계; 상기 강선재에 대하여 스프링 형상으로 열간가공하는 단계; 상기 열간가공된 스프링을 오스테나이트화 하는 단계; 상기 오스테나이트화 된 스프링을 유냉하는 단계; 및 상기 유냉된 스프링을 소려처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another spring manufacturing method of the present invention for producing a spring by hot working separately from the spring manufacturing method by the cold working, by weight, C: 0.4 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 3.5%, Mn: 0.3 to 1.0%, Cr: 0.01 to 1.5%, Ni: 0.01 to 1.0% or less, Cu: 0.01 to 1.0% or less, B: 0.005 to 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02 % Or less, S: 0.02% or less, N: 0.02% or less, has a composition containing the balance Fe and other unavoidable impurities, has an internal structure composed of ferrite and pearlite, and the old austenite grain size of the internal structure is 8 µm A method of manufacturing a high strength, high toughness spring for producing a spring using a high strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized in that the peeling and shaving without softening heat treatment for the steel wire ( shaving); Hot working the spring wire in a spring shape; Austenitizing the hot worked spring; Cooling the austenitized spring; And considering the oil-cooled spring.

이때, 상기 오스테나이트화 온도는 900~1000℃인 것이 바람직하다.At this time, the austenitization temperature is preferably 900 ~ 1000 ℃.

또한, 상기 소려처리 온도는 350~450℃인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the said soaking treatment temperature is 350-450 degreeC.

본 발명에 의할 경우에는 강도와 인성이 높은 스프링을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 상기 스프링을 제공하기 위하여 제조된 선재의 냉간가공성이 우수하여 특별한 열처리를 실시하지 않고서도 필링 및 쉐이빙 가공을 실시할 수 있다는 유리한 효과를 가진다.According to the present invention can not only provide a high strength and toughness spring, but also excellent cold workability of the wire rod manufactured to provide the spring can be carried out without peeling and shaving without special heat treatment. That has the beneficial effect.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

일반적으로, 스프링강의 개발에 있어 가장 중요한 성질인 인장강도와 충격인성치는 서로 상반되는 물성을 나타낸다. 따라서, 인장강도 값의 저하를 최소한으로 유지하면서 그 반대의 충격인성치를 극대화하는 것이 가장 중요한 개발목표가 된다. 따라서, 하기하는 본 발명의 스프링용 강재의 조성은 인장강도는 높게 유지하면서 충격인성치를 극대화시킬 수 있는 조성인 것이다.In general, tensile strength and impact toughness, which are the most important properties in the development of spring steel, exhibit opposite properties. Therefore, it is the most important development goal to maximize the opposite impact toughness while keeping the tensile strength value at a minimum. Therefore, the composition of the spring steel material of the present invention described below is a composition capable of maximizing the impact toughness while maintaining a high tensile strength.

본 발명의 발명자들은 이러한 기술적 사상을 구현하기 위하여, 강선재의 조성를 하기하는 바와 같이 제어함으로써, 하기하는 조성을 가지는 강선재를 스프링으로 제조할 때 내부에 Al, B, V 및 Ti의 산/탄/질화물계 석출물을 형성하여 강도를 확보하고 인성을 향상시키는 동시에 소입성향상 원소인 B를 이용하여 열처리시 소입성을 강화하고 입계강화도 도모하여 높은 강도와 인성을 동시에 향상시키고자 하였다. The inventors of the present invention control the composition of the steel wire as described below, in order to realize the technical idea, the acid / carbon / of Al, B, V, and Ti inside when the steel wire having the following composition is manufactured with a spring By forming nitride-based precipitates to improve the strength and toughness, at the same time to improve the hardenability and grain boundary strengthening during the heat treatment using the hardenability enhancing element B to improve the high strength and toughness at the same time.

이하, 본 발명의 강선재의 성분계에 대하여 설명한다.Hereinafter, the component system of the steel wire of this invention is demonstrated.

C : 0.4~0.7중량%C: 0.4-0.7 wt%

C는 스프링의 강도를 확보하기 위하여 첨가되는 필수적인 원소이다. 상기 C의 함량이 0.4중량% 미만인 경우에는 소입성이 확보되지 않아 스프링용 강재에 요구되는 강도를 확보할 수 없다. 또한, C 함량이 0.7중량%를 초과하는 경우에는 소입소려처리시 쌍정(twin)형 마르텐사이트 조직이 형성되어 소재 균열이 발생하기 때문에 피로강도가 현저히 떨어지게 된다. 그뿐만 아니라, 고강도화에 따른 충분한 인성확보와 고 Si 첨가에 의해 발생되는 소재 탈탄을 억제하는 것이 어렵기 때 문에 C 함량은 0.4~0.7중량%로 제한하는 것이 바람직하다. C is an essential element added to secure the strength of the spring. When the content of C is less than 0.4% by weight, hardenability may not be secured and thus strength required for spring steel may not be secured. In addition, when the C content is more than 0.7% by weight, the fatigue strength is significantly reduced because twin martensite structures are formed during the hardening and annealing treatment to cause material cracks. In addition, it is preferable to limit the C content to 0.4 to 0.7% by weight because it is difficult to secure sufficient toughness due to the high strength and suppress the material decarburization caused by the addition of high Si.

Si : 1.5~3.5중량%Si: 1.5-3.5 wt%

Si는 페라이트 내에 고용되어 모재강도를 강화시키고 변형저항성을 개선하는 효과를 가진다. 그런데, 상기 Si 함량이 1.5중량% 미만인 경우에는 Si이 페라이트 내에 고용되어 모재강도를 강화시키고 변형저항성을 개선하는 효과가 충분치 못하기 때문에 Si의 하한은 1.5중량%로 제한될 필요가 있다. 그리고, Si 함량이 3.5중량%를 초과하는 경우에는 변형저항성의 개선효과가 포화되어 추가 첨가의 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 열처리시 표면탈탄을 조장하므로 Si의 함량은 1.5~3.5중량%으로 제한하는 것이 바람직하다. Si is dissolved in ferrite and has the effect of strengthening the base material strength and improving the deformation resistance. By the way, when the Si content is less than 1.5% by weight, the lower limit of Si needs to be limited to 1.5% by weight because Si is not sufficiently effective in solid solution in the ferrite to strengthen the base material strength and improve the deformation resistance. In addition, when the Si content exceeds 3.5% by weight, the effect of improving the deformation resistance is saturated, so that the effect of addition may not be obtained, and the content of Si is limited to 1.5 to 3.5% by weight because it promotes surface decarburization during heat treatment. It is desirable to.

Mn : 0.3~1.0중량%Mn: 0.3 ~ 1.0 wt%

Mn은 강재내에 존재할 경우 강재의 소입성을 향상시켜 강도를 확보하는데 유익한 원소이다. 따라서, 상기 Mn 함량이 0.3중량% 미만인 경우에는 고강도 스프링용 소재로서 요구되는 충분한 강도 및 소입성을 얻기 어렵고, 반대로 1.0중량%를 초과하는 경우에는 인성이 저하하므로 상기 Mn의 함량은 0.3~1.0중량%로 제한하는 것이 바람직하다. Mn is an element that is beneficial to secure strength by improving the hardenability of steel when present in steel. Therefore, when the Mn content is less than 0.3% by weight, it is difficult to obtain sufficient strength and hardenability required as a material for high strength springs. On the contrary, when the Mn content exceeds 1.0% by weight, the toughness decreases, so the Mn content is 0.3 to 1.0% by weight. It is desirable to limit to%.

Cr : 0.01~1.5중량%Cr: 0.01 ~ 1.5 wt%

Cr은 내산화성, 템퍼 연화성, 표면탈탄 방지 및 소입성을 확보하는데 유용한 원소이다. 그런데, Cr 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 충분한 내산화성, 템퍼 연화성, 표면 탈탄 및 소입성 효과 등을 확보하기 어렵다. 또한, 1.5중량%를 초과하는 경우에는 변형저항성의 저하를 초래하여 오히려 강도저하로 이어질 수 있다. 따라서 바람직한 Cr의 첨가량은 0.01~1.5중량%이다. Cr is an element useful for securing oxidation resistance, temper softening, surface decarburization prevention and quenching. However, when the Cr content is less than 0.01% by weight, it is difficult to secure sufficient oxidation resistance, temper softening property, surface decarburization and quenching effect. In addition, when the content exceeds 1.5% by weight, the deformation resistance may be lowered, which may lead to a decrease in strength. Therefore, the addition amount of preferable Cr is 0.01 to 1.5 weight%.

Ni : 0.01~1.0중량%Ni: 0.01-1.0 wt%

Ni는 소입성 및 인성을 개선하기 위하여 첨가되는 원소이다. Ni의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 소입성 및 인성 개선의 효과가 충분하지 못하고, 1중량% 이상의 경우에는 잔류오스테나이트 양이 증가하여 피로수명을 감소시키고, 고가인 Ni 특성으로 인하여 급격한 제조 단가의 상승을 유발하므로 그 첨가량은 0.01~1중량%로 제한할 필요가 있다. Ni is an element added to improve the hardenability and toughness. If the content of Ni is less than 0.01% by weight, the effect of improving the hardenability and toughness is not sufficient. If the content of Ni is more than 1% by weight, the residual austenite content is increased to reduce the fatigue life. Since it causes an increase in the amount of addition, it is necessary to limit the amount to 0.01 to 1% by weight.

Cu : 0.01~1.0중량%Cu: 0.01 ~ 1.0 wt%

상기 Cu의 첨가는 탈탄방지 및 내식성 향상에 유효하다. 탈탄층은 스프링 가공후에 피로수명을 현저히 저하시킨다. 이러한 효과는 0.01중량% 미만에서는 미약하고, 1.0중량%를 초과하여 첨가하면 취화에 의한 압연결함의 원인이 되기 쉽다. The addition of Cu is effective for preventing decarburization and improving corrosion resistance. The decarburized layer significantly reduces fatigue life after spring processing. This effect is weak at less than 0.01% by weight, and more than 1.0% by weight is likely to cause rolling defects due to embrittlement.

B : 0.005~0.02중량%B: 0.005 to 0.02 wt%

상기 B의 첨가는 표면에 생성하는 녹을 치밀화하고 내식성을 높이고 담금질성의 향상으로 입자경계 강도를 높이는 효과를 갖는다. 0.005중량% 미만에서는 소 입성이 확보되지 않아 스프링용 강재에 요구되는 강도를 확보할 수 없다. 0.02중량%을 초과하면 탄질화물계 석출물이 조대화되어 피로특성에 악영향을 미치게 된다.The addition of B has an effect of densifying rust generated on the surface, increasing corrosion resistance and enhancing grain boundary strength by improving hardenability. If less than 0.005% by weight, the hardenability is not secured, and thus the strength required for the spring steel cannot be secured. If it exceeds 0.02% by weight, the carbonitride-based precipitates are coarsened, which adversely affects the fatigue characteristics.

O : 0.0020중량% 이하O: 0.0020% by weight or less

상기 O의 함량은 0.0020중량% 이하로 한정하는데, 0.0020중량%를 초과하면 산화물계 비금속 개재물이 조대하게 형성되어 피로수명이 급격히 저하하게 된다. The content of O is limited to 0.0020% by weight or less. When it exceeds 0.0020% by weight, oxide-based nonmetallic inclusions are coarsened and fatigue life is drastically reduced.

Al : 0.1중량% 이하Al: 0.1 wt% or less

상기 Al의 첨가는 결정 입도를 미세화하고 인성을 향상시킨다. Al 함량이 0.1중량%를 초과하게 되면 산화물계 석출물의 생성량이 증대하는 동시에 그 크기도 조대화되어 피로특성에 악영향을 미치게 된다.The addition of Al refines the grain size and improves toughness. When the Al content exceeds 0.1% by weight, the amount of oxide precipitates is increased and the size thereof is coarsened, which adversely affects the fatigue characteristics.

P 및 S : 각각 0.02중량% 이하P and S: 0.02% by weight or less

상기 P와 S의 함량은 0.02중량% 이하로 한정하는데, P는 결정립계에 편석하여 인성을 저하시키기 때문에 그 상한을 0.01중량%로 제한하고, S는 저융점 원소로 입계 편석하여 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 스프링 특성에 유해한 영향을 미치기 때문에, 그 상한을 0.02중량%로 제한하는 것이 바람직하다.The content of P and S is limited to 0.02% by weight or less. Since P segregates at grain boundaries to reduce toughness, the upper limit thereof is limited to 0.01% by weight. It is preferable to limit the upper limit to 0.02% by weight since it has a detrimental effect on the spring characteristics.

N : 0.02중량% 이하N: 0.02% by weight or less

질소는 붕소와 반응하여 BN을 형성시키기 쉬우며, 소입효과를 감소시키는 원소이다. 따라서, 질소의 함량은 가급적이면 낮은 것이 좋으나, 공정부하를 고려할 경우 0.02중량%이하로 제한하는 것이 바람직하다.Nitrogen is an element that easily reacts with boron to form BN and reduces the quenching effect. Therefore, the nitrogen content is preferably as low as possible, but considering the process load is preferably limited to 0.02% by weight or less.

상기한 조성만으로도 충분한 효과를 얻을 수 있지만, 상기 유리한 강 조성에 더하여 하기하는 바와 같이 V와 Ti를 필요에 따라 첨가함으로써 강의 강도와 인성을 보다 향상시킬 수 있다.A sufficient effect can be obtained only by the above composition, but in addition to the advantageous steel composition, the strength and toughness of the steel can be further improved by adding V and Ti as necessary as described below.

V : 0.005 ~ 0.5중량% 이하, Ti : 0.005 ~ 0.5중량% 이하V: 0.005 to 0.5% by weight or less, Ti: 0.005 to 0.5% by weight or less

상기 V 또는 Ti는 본 발명의 스프링강 조성의 보다 바람직한 원소 중 하나로서, 단독 또는 복합첨가에 의해 탄/질화물을 형성하여 석출경화 작용을 일으킴으로써 스프링 특성을 개선하는 원소로서, 그 함량을 각각 0.005 ~ 0.5중량% 이하와 0.005 ~ 0.5중량% 범위로 한정한다. 함량이 낮은 경우에는 V 및 Ti계 탄/질화물의 석출이 줄어들어 결정립도 제어와 스프링 특성(피로특성과 영구변형저항성)의 개선효과가 충분하지 못하게 된다. 그 함량이 높은 경우에는 제조 단가가 급격히 상승하고 석출물에 의한 스프링 특성 개선효과가 포화하며, 오스테나이트 열처리시 모재에 용해되지 않은 조대한 합금 탄화물량이 증가하게 되어 비금속 개재물과 같은 작용을 하기 때문에 피로특성 및 석출강화 효과가 저하하게 된다.The V or Ti is one of the more preferable elements of the spring steel composition of the present invention, an element that improves the spring characteristics by forming a carbon / nitride by a single or compound addition to cause precipitation hardening action, the content of each 0.005 It is limited to the range of 0.5 wt% or less and 0.005 to 0.5 wt%. When the content is low, the precipitation of V and Ti-based carbon / nitride is reduced, and the effect of improving grain size control and spring characteristics (fatigue characteristics and permanent strain resistance) is insufficient. If the content is high, the manufacturing cost rises sharply, the spring property improvement effect by the precipitate is saturated, and the coarse alloy carbide which does not dissolve in the base material increases during the austenite heat treatment. And precipitation strengthening effect is lowered.

상기한 조성을 가진 선재를 이용하여 스프링을 제조할 경우 상술하였듯이 강 도와 인성이 우수한 스프링을 얻을 수 있다.When the spring is manufactured using the wire rod having the above composition, the spring having excellent strength and toughness can be obtained.

다만, 앞에서도 설명하였듯이 스프링의 강도를 향상시키기 위하여 조성을 제어할 경우에는 선재 냉각시 저온조직이 용이하게 생성되어 선재의 경도도 동시에 높아지게 된다. 따라서, 냉간가공성이 열악하게 되기 때문에 상술한 조성을 가진 선재라도 일반적인 제조방법으로는 우수한 냉간가공성을 확보할 수 없다.However, as described above, when the composition is controlled to improve the strength of the spring, a low temperature structure is easily generated when the wire is cooled, thereby increasing the hardness of the wire. Therefore, since the cold workability is poor, even a wire rod having the above-described composition cannot secure excellent cold workability by a general manufacturing method.

본 발명의 발명자들은 이러한 문제의 원인을 파악하기 위하여 검토한 결과, 통상의 스프링용 강재의 조성범위에서는 비교적 완냉각을 한다 하더라도 도 1에 도시한 CCT 다이어그램 상에서 냉각곡선이 페라이트나 펄라이트 영역을 통과하지 못하고 바로 베이나이트 또는 마르텐사이트 영역으로 진입하기 때문에, 상기 베이나이트 또는 마르텐사이트와 같은 저온조직이 다량 발생하게 된다는 것을 알 수 있었다.The inventors of the present invention have investigated to determine the cause of such a problem, and as a result, even if relatively slow cooling in the composition range of the conventional spring steel material, the cooling curve does not pass through the ferrite or pearlite region on the CCT diagram shown in FIG. Since it immediately enters the bainite or martensite region, it can be seen that a large amount of low-temperature tissue such as bainite or martensite is generated.

따라서, 저온조직을 발생시키지 않기 위해서는 냉각속도를 보다 느리게 하여 펄라이트 또는 페라이트 영역을 통과하도록 하는 방법을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 본 발명의 스프링강 조성을 포함한 통상의 스프링강 조성에서 냉각곡선이 상기 TTT 다이어그램 상의 페라이트 또는 펄라이트 영역을 통과하도록 하기 위해서는 냉각속도를 최대 3℃/초 미만으로 하여야 한다는 것이 본 발명자들의 검토결과이다. 그러나, 현재 대부분 채택되고 있는 선재 냉각설비의 냉각능은 대부분 5℃/초 또는 그 이하로서, 이렇게 낮은 냉각속도(3℃/초 미만)로 냉각속도를 정확히 제어한다는 것은 매우 어려운 실정이다. 따라서, 냉각속도를 느리게 하여 냉간가공성이 우수한 선재를 제조한다는 것은 현단계에서는 바람직하지 않다.Therefore, in order not to generate a low temperature structure, a method of slowing the cooling rate and passing the pearlite or ferrite region may be considered. However, the inventors have found that in order to allow the cooling curve to pass through the ferrite or pearlite region on the TTT diagram in the conventional spring steel composition including the spring steel composition of the present invention, the cooling rate should be at most 3 ° C / sec. . However, the cooling capacity of most of the wire rod cooling equipment currently adopted is 5 ℃ / sec or less, it is very difficult to accurately control the cooling rate at such a low cooling rate (less than 3 ℃ / sec). Therefore, it is not desirable at this stage to manufacture a wire rod having excellent cold workability by slowing the cooling rate.

나머지 방법으로는 상기 도 1에 기재된 펄라이트 노즈(nose)를 왼쪽으로 이동시킬 경우 비교적 높은 냉각속도(즉, CCT 다이어그램의 가로축이 시간이므로 시간이 적게 소요되는 경우)에서도 냉각곡선이 충분히 펄라이트 영역 또는 페라이트 영역을 통과할 수 있도록 하는 방법을 들 수 있다. 이러한 경우 CCT 다이어그램은 도 2에 도시한 형태로 될 수 있다.In the other method, when the pearlite nose described in FIG. 1 is moved to the left side, the cooling curve is sufficiently sufficient even at a relatively high cooling rate (that is, when the horizontal axis of the CCT diagram is time-consuming). One way is to allow it to pass through an area. In this case, the CCT diagram may be in the form shown in FIG.

주로, CCT 다이어그램의 형태는 조성의 영향을 받지만 본 발명의 발명자들은 연구결과, 강선재의 조성을 고정하더라도 결정립 크기를 조절함에 의해 상기 CCT 다이어 그램의 형태를 제어할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Mainly, the shape of the CCT diagram is affected by the composition, but the inventors of the present invention confirmed that the shape of the CCT diagram can be controlled by adjusting the grain size even if the composition of the steel wire is fixed.

즉, 일반적인 선재 제조공정에서는 선재 내부 조직 중 냉각전 오스테나이트 결정립 크기가 12㎛ 내외로 되는데, 이러할 경우의 CCT 다이어그램의 형태는 상술한 도 1에 도시된 형태가 된다. 그러나, 본 발명의 주요한 조건 중 하나로서 냉각전 오스테나이트 결정립 크기를 8㎛ 이하로 관리할 경우 CCT 다이어그램은 도 2에 도시한 바와 같이 펄라이트 및 페라이트 영역이 상당히 왼쪽(즉, 짧은 시간 쪽)으로 이동한 형태를 가지게 된다. 그 이유는, 페라이트 또는 펄라이트 결정립은 오 스테나이트 결정립계에서 변태되는데, 변태전 오스테나이트 결정립의 크기(Austenite Grain Size, 간단히 AGS)가 미세할 경우 상기 페라이트 또는 펄라이트 변태에 필요한 결정립계면이 급격히 증가하여 페라이트 또는 펄라이트 변태량이 증가하게 되는 것이다.That is, in a general wire rod manufacturing process, the size of the austenite grains before cooling in the wire rod internal structure is about 12 μm. In this case, the CCT diagram has the shape shown in FIG. 1. However, as one of the main conditions of the present invention, when managing the austenite grain size before cooling to 8 µm or less, the CCT diagram shows that the pearlite and ferrite regions are shifted to the far left (i.e., the short time side) as shown in FIG. It has a form. The reason is that the ferrite or pearlite grains are transformed at the austenite grain boundary. If the austenite grain size (AGS) is small before the transformation, the grain boundary required for the ferrite or pearlite transformation rapidly increases and the ferrite Or the pearlite transformation amount is to be increased.

그러므로, 조성의 변경없이 비교적 높은 냉각속도에서도 경도가 높지 않아 냉간가공성이 우수한 선재를 제조하기 위해서는 냉각전 오스테나이트 결정립 크기를 8㎛ 이하로 제어하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 강선재는 상기한 유리한 조성을 가지는 선재로서 내부조직이 페라이트와 펄라이트로 이루어져 있으며 내부조직중 구(舊) 오스테나이트의 결정립 크기가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. Therefore, it is important to control the size of the austenite grains before cooling to 8 μm in order to produce wire rods excellent in cold workability even at a relatively high cooling rate without changing the composition. Accordingly, the steel wire of the present invention is characterized in that the wire structure having the above-mentioned advantageous composition is composed of ferrite and pearlite, and the grain size of the sphere austenite in the internal structure is 8 µm or less.

또한, 베이나이트와 마르텐사이트와 같은 저온조직은 가급적이면 형성되지 않는 것이 좋은데, 어느 정도까지는 불가피하게 형성될 수 있으므로 그 양은 전체조직의 면적에 대한 분율로 하여 1% 미만인 것이 바람직하다.In addition, low-temperature tissues such as bainite and martensite are preferably not formed, but since they may be inevitably formed to some extent, the amount is preferably less than 1% as a fraction of the total tissue area.

오스테나이트 결정립 크기를 제어하기 위한 방법으로는 여러가지가 있을 수 있다. 즉, 오스테나이트 결정입도는 열간압연 중의 변형량, 변형속도, 열간압연 온도 등에 의해 크게 좌우된다. 이들 열간압연조건에 의해 정적재결정, 동적재결정, 준동적재결정 및 입자성장이 발생하게 되는데, 선재 열간압연과 같이 가공되는 소재의 단면형상이 원형이고 압연속도가 고속인 경우에는 변형량과 변형속도를 변경하는 것은 어렵다. 따라서, 열간압연온도를 조절하여 재결정거동 및 입자성장거 동을 제어하는 것이 바람직하다.There may be several ways to control the austenite grain size. In other words, the austenite grain size is greatly influenced by the amount of deformation during deformation, the rate of deformation, the hot rolling temperature and the like. These hot rolling conditions result in static recrystallization, dynamic recrystallization, quasi-dynamic recrystallization and grain growth.If the cross-sectional shape of the material being processed like hot wire rolling is circular and the rolling speed is high, the deformation amount and deformation rate are changed. It's hard to do Therefore, it is desirable to control the recrystallization behavior and grain growth behavior by adjusting the hot rolling temperature.

종래에는, 열간압연온도를 제어하여 결정립을 미세화시키기 위해서 전 사상압연 구간의 온도를 낮게 유지하면서 압연하여 재결정은 억제시키면서 오스테나이트 결정립 형태를 팬케익화 및 미세화시키는 방법이 많이 사용되었다. 그러나, 이러할 경우 전 사상압연 과정 중 롤에 작용하는 부하가 가중되어 설비 부담이 뒤따르고 그에 따라 동력 소모량 및 설비 수명 등에 악영향을 미치게 된다.Conventionally, in order to refine the grains by controlling the hot rolling temperature, a method of pancakeizing and miniaturizing the austenite grain shape while keeping the temperature of the whole rolling section low while suppressing recrystallization has been widely used. However, in this case, the load acting on the roll during the whole rolling process is increased, which causes a burden on the equipment, and thus adversely affects power consumption and equipment life.

그러나, 본 발명의 발명자들에 따르면 도 3에 도시한 바와 같이 전체 압연 구간 내에서 압연을 하더라도 실제적으로 오스테나이트 결정립 크기에 영향을 미치는 압연 구간은 최종 압연기 중 최후 2기 이내에서의 압연구간으로서 상기 압연기의 압연온도를 750 ~ 850℃로 유지할 경우 오스테나이트 결정립 크기를 8㎛ 이하로 조절할 수 있다. 도 3에서 사각형 마크는 종래(normal)의 제조패턴으로 선재를 제조하는 경우로서 □는 온도거동을, 그리고 ■표시는 오스테나이트 결정립 크기 변화를 나타낸다. 마찬가지로 원형 마크는 본 발명에 따른 제조패턴으로 선재를 제조하는 경우로서 ○는 온도거동을, 그리고 ●는 오스테나이트 결정립 크기 변화를 나타낸다. 상기 도 3에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 제조패턴의 경우 최종 2기의 압연기에서의 압연온도를 850℃ 이하로 유지한 결과 오스테나이트 결정립 크기가 최종 5㎛ 미만으로 나타난 반면, 종래의 제조패턴의 경우 최종 2기의 압연기에서의 압연온도가 950℃ 이상으로서 그에 따라 제조된 강선재 내부의 결정립 크기는 12㎛ 이상으로 나타나고 있었다. 이는 압연 전반부에서는 준동적재결정이 발생하여 선재 결정립 크기가 크게 변동하지 않은 반면 후반부(특히, 최종 2기의 압연기)에서는 선재의 정적재결정이 일어나서 재결정 거동이 느려지고 입자성장이 지연되며, 그에 따라 압연에 의한 결정립 미세화 효과를 얻을 수 있기 때문인 것이다.However, according to the inventors of the present invention, even if rolling in the entire rolling section as shown in FIG. 3, the rolling section that actually affects the austenite grain size is the rolling section within the last two of the final rolling mill. When the rolling temperature of the rolling mill is maintained at 750 ~ 850 ℃ it can be adjusted to austenite grain size of 8㎛ or less. In FIG. 3, the square mark indicates a temperature behavior as a case of manufacturing a wire rod with a normal manufacturing pattern, and a mark indicates a change in austenite grain size. Similarly, the circle mark indicates a case where the wire rod is manufactured by the manufacturing pattern according to the present invention, where o indicates a temperature behavior and o indicates a change in austenite grain size. As shown in FIG. 3, in the case of the manufacturing pattern according to the present invention, the austenite grain size was found to be less than 5 μm as a result of maintaining the rolling temperature of the final two rolling mills at 850 ° C. or less, while In this case, the rolling temperature in the final two rolling mills was 950 ° C. or more, and the grain size inside the steel wire thus produced was 12 μm or more. This is due to the static loading crystallization occurring in the first half of the rolling and the grain size of the wire rod did not fluctuate significantly, while the static recrystallization of the wire occurred in the second half (especially the last two mills), resulting in slow recrystallization behavior and delayed grain growth. This is because the crystal grain refinement effect can be obtained.

그러므로, 최후 2기 이상의 압연기에서의 압연온도를 850℃ 이하로 하는 것이 중요하다. Therefore, it is important to make the rolling temperature in the last two or more rolling machines into 850 degreeC or less.

다만, 사상압연온도가 Ar3 이하일 경우에는 오스테나이트가 압연에 의해 미세화 되기전에 오스테나이트/페라이트 변태가 일어나게 되어 조대한 페라이트가 형성되게 되므로 상기 사상압연온도는 Ar3를 초과할 필요가 있다.However, when the filament rolling temperature is less than Ar3, the austenite / ferrite transformation occurs before the austenite is refined by rolling to form coarse ferrite, so the filament rolling temperature needs to exceed Ar3.

상기 Ar3는 강선재의 조성에 따라 달라지나 본 발명의 강선재 조성에서는 대체로 740℃ 정도에서 결정된다.Ar3 varies depending on the composition of the steel wire, but in the steel wire composition of the present invention, it is generally determined at about 740 ° C.

상기의 선재 제조공정에서 최종 2기의 압연기의 온도를 제어하는 것 이외의 다른 공정은 일반적인 선재공정과 동일하다. 즉, 당업자라면 이미 공지된 여러가지 기술들을 이용하여 빌레트를 재가열하고 조압연 및 사상압연(최종 2기 이상의 압연기에서의 온도 제어는 필요함)한 후 냉각하여 스프링용 강선재를 용이하게 제조할 수 있다. The process other than controlling the temperature of the last two rolling mills in the said wire rod manufacturing process is the same as a general wire rod process. That is, those skilled in the art can easily manufacture the steel wire for the spring by reheating the billet using various techniques already known, rough rolling and finishing rolling (temperature control in the final two or more rolling mills are required), and then cooling.

상기 냉각시 선재 냉각조건은 700~850℃의 온도에서 냉각을 개시하여 상온까지 5℃/초 이하의 속도로 냉각하는 것이 바람직하다.The wire rod cooling conditions at the time of cooling start cooling at a temperature of 700 ~ 850 ℃ and preferably cooled at a rate of 5 ℃ / sec or less to room temperature.

이후, 상기 과정으로 제조된 강선재는 후공정에서 연화열처리 없이 필링(peeling) 및 쉐이빙(shaving) 처리를 겪고, 오스테나이트화 처리되고 유냉 후 소려처리된 후 스프링 형상으로 냉간가공되어 스프링으로 제조되거나 또는 열간(850~1000oC)에서 스프링 형상으로 가공한 후 오스테나이트화 처리된 후 유냉하여 소려처리됨으로 스프링으로 제조될 수 있다.Subsequently, the steel wire manufactured by the above process undergoes peeling and shaving without softening heat treatment in a later process, is austenitized, oil-cooled, and soaked, and then cold-processed into a spring shape to be manufactured as a spring, or After processing in the shape of a spring in the hot (850 ~ 1000 o C) and then austenitized, and then cooled by oil cooling can be produced as a spring.

상기 스프링 제조방법의 개략적인 온도범위는 통상의 스프링 제조조건과 동일하며, 다만 연화열처리를 실시하지 않는 다는 점이 본 발명의 스프링 제조방법의 특징이다.The general temperature range of the spring production method is the same as the general spring production conditions, but the feature of the spring production method of the present invention is that the softening heat treatment is not performed.

따라서, 상기 필링조건, 쉐이빙 조건, 오스테나이트화 온도, 유냉 온도 및 소려처리 온도는 통상의 스프링 제조조건에 준한다.Therefore, the above peeling condition, shaving condition, austenitization temperature, oil cooling temperature, and soaking temperature are in accordance with ordinary spring production conditions.

다만, 오스테나이트화 온도는 재결정에 의해 결정립이 너무 조대화되는 것을 방지하기 위하여 900~1000℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 오스테나이트화 처리 온도가 900℃ 미만일 경우에는 그 낮은 온도 때문에 냉각 중 초 석페라이트가 생성되어 바람직하지 않고, 1000℃를 초과할 경우에는 탈탄 및 결정립 성장을 조장하기 때문에 바람직하지 않다. 상기 오스테나이트화 처리 후 급냉에 의해 소입공정을 완료한다.However, the austenitization temperature is preferably carried out at a temperature of 900 ~ 1000 ℃ in order to prevent the crystal grains from becoming too coarse by recrystallization. In other words, when the austenitization treatment temperature is less than 900 ° C, superfine ferrite is generated during cooling due to its low temperature, and it is not preferable because it promotes decarburization and grain growth when it exceeds 1000 ° C. After the austenitization treatment, the quenching process is completed by quenching.

소입된 스프링은 강도는 높으나 마르텐사이트 조직이 인성향상에는 바람직하지 않기 때문에, 소려 공정이 후속되는 것이 바람직하다. 상기 소려공정에 의해 내부조직은 마르텐사이트에서 소려 마르텐사이트로 변화하게 된다.Since the quenched spring is high in strength but martensite structure is not desirable for improving toughness, it is preferable that the soaking process is followed. The internal structure is changed from martensite to sour martensite by the soaking process.

바람직한 소려온도는 350~450℃ 이다. 만일 소려온도가 350℃ 미만이면 마르텐사이트의 소려효과가 충분하지 않아 스프링의 인성이 나빠지고 450℃를 초과할 경우에는 마르텐사이트가 보다 고온조직으로 변태해 버릴 염려가 있다. 따라서 소려온도는 350~450℃인 것이 바람직하다.Preferred consideration temperature is 350-450 degreeC. If the soaking temperature is less than 350 ° C., the martensite effect may not be sufficient, and the toughness of the spring may deteriorate. If the soaking temperature exceeds 450 ° C., the martensite may transform into a higher temperature structure. Therefore, it is preferable that the soaking temperature is 350-450 degreeC.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, it is necessary to note that the following examples are only for illustrating the present invention in more detail, and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(실시예)(Example)

하기 표 1과 같은 조성을 가지는 강들을 주조하고 강편을 제작한 후, 하기 표 2의 조건으로 열간압연을 실시하여 선재를 제조하였다. 이와 같이 열간압연된 강선재를 스프링 형상으로 가공한 후 950℃에서 열처리한 뒤 유냉하여 표 3에 도시한 바와 같이 390℃ 및 420℃의 소려 온도에서 열처리를 실시하여 시편을 제조하였다. After casting steels having a composition as shown in Table 1 and fabricating steel strips, the wire was manufactured by performing hot rolling under the conditions of Table 2 below. Thus, the hot-rolled steel wire was processed into a spring shape, heat-treated at 950 ° C., and then cooled in oil to heat-treat at a boiling temperature of 390 ° C. and 420 ° C. as shown in Table 3 to prepare a specimen.

스프링 가공시 실시예1 내지 실시예6의 경우는 하기 표 2의 결과로부터 알 수 있듯이 우수한 냉간가공성을 가지고 있으므로 별도의 연화열처리 없이 필링 및 쉐이빙 가공을 실시한 후 스프링 가공하였으나, 비교예의 경우는 냉간가공성이 부족하여 그대로 필링 및 쉐이빙 가공할 경우 재료가 파손될 우려가 있어 500~700℃에서 120~180분간 유지하여 연화열처리 한 후 필링 및 쉐이빙 가공하였으며 이후 스프링으로 제조하였다.In the case of Example 1 to Example 6 during spring processing has excellent cold workability as can be seen from the results of Table 2 below, but after the peeling and shaving process without the additional softening heat treatment, the spring processing, but in the case of Comparative Example cold workability When peeling and shaving as it is lacking there is a possibility that the material is damaged, it is maintained by 120 ~ 180 minutes at 500 ~ 700 ℃ after softening heat treatment and peeling and shaving process and then manufactured by spring.

표 2의 조건에 의해 제조된 선재의 냉간가공성을 검토하기 위하여 인장시험을 실시하였다. 인장시험편은 압연방향에서 채취하여 ASTM-Sub size로 가공하였으며, 인장시험은 크로스 헤드 스피드(cross head speed)를 2mm/min으로 하여 시험하였고, 그 상세한 값들을 표 2에 나타내었다.Tensile tests were conducted to examine the cold workability of the wire rods produced under the conditions of Table 2. Tensile test pieces were taken in the rolling direction and processed to ASTM-Sub size. Tensile tests were conducted at a cross head speed of 2 mm / min, and the detailed values are shown in Table 2.

구분division CC SiSi MnMn NiNi CrCr VV TiTi CuCu BB PP SS AlAl NN OO 비교예1Comparative Example 1 0.550.55 3.03.0 0.50.5 0.250.25 0.70.7 0.050.05 -- 0.10.1 0.0010.001 0.010.01 0.030.03 0.0010.001 5050 1616 비교예2Comparative Example 2 0.550.55 2.22.2 0.50.5 0.250.25 0.70.7 0.200.20 -- 0.10.1 -- 0.0080.008 0.0080.008 0.010.01 4949 1616 비교예3Comparative Example 3 0.500.50 2.22.2 0.70.7 0.300.30 1.01.0 0.200.20 0.070.07 0.30.3 0.030.03 0.0090.009 0.0070.007 0.060.06 5555 1414 비교예4Comparative Example 4 0.60.6 1.41.4 0.60.6 -- 0.50.5 -- -- -- -- 0.030.03 0.010.01 0.070.07 4848 1919 실시예1Example 1 0.450.45 2.92.9 0.70.7 0.50.5 1.21.2 0.40.4 0.30.3 0.30.3 0.0060.006 0.0080.008 0.0090.009 0.030.03 4949 1515 실시예2Example 2 0.490.49 3.13.1 0.60.6 0.30.3 0.40.4 0.20.2 0.40.4 0.50.5 0.0010.001 0.0120.012 0.0080.008 0.020.02 5959 1313 실시예3Example 3 0.550.55 2.62.6 0.70.7 0.10.1 0.60.6 0.40.4 0.20.2 0.80.8 0.0080.008 0.0090.009 0.0150.015 0.050.05 5353 1111 실시예4Example 4 0.590.59 2.62.6 0.40.4 0.70.7 1.21.2 0.20.2 0.40.4 0.50.5 0.0140.014 0.0150.015 0.0090.009 0.060.06 5252 1313 실시예5Example 5 0.640.64 1.91.9 0.80.8 0.50.5 1.31.3 0.30.3 0.40.4 0.10.1 0.0170.017 0.0180.018 0.0150.015 0.040.04 4848 1010 실시에66 0.690.69 1.61.6 0.90.9 0.80.8 0.90.9 0.20.2 0.090.09 0.40.4 0.0070.007 0.0050.005 0.0160.016 0.070.07 4949 1212

단, 상기 표 1에서 각 성분들의 함량은 중량%를 의미함(단, N과 O는 ppm 단위)However, in Table 1, the content of each component means weight% (where N and O are in ppm).

구분division 최종압연기로 부터 4번째 압연기온도 (℃)4th rolling mill temperature (℃) from the final mill 구오스테나이트 결정립도 (㎛)Old austenite grain size (㎛) 냉각속도(3℃/초)Cooling Speed (3 ℃ / sec) 냉각속도(5℃/초)Cooling rate (5 ℃ / sec) 냉각속도(7℃/초)Cooling Speed (7 ℃ / sec) 저온조직 분율(%)Cold tissue fraction (%) 선재강도 (MPa)Wire Strength (MPa) 저온조직 분율(%)Cold tissue fraction (%) 선재강도 (MPa)Wire Strength (MPa) 저온조직 분율(%)Cold tissue fraction (%) 선재강도 (MPa)Wire Strength (MPa) 비교예1Comparative Example 1 960960 1212 22 11001100 33 11401140 1010 12001200 비교예2Comparative Example 2 980980 1414 33 10981098 44 11201120 1313 11981198 비교예3Comparative Example 3 970970 1313 2.22.2 10601060 44 11001100 1212 11501150 비교예4Comparative Example 4 975975 1515 3.33.3 11101110 55 11431143 1414 12001200 실시예1Example 1 850850 66 0.50.5 980980 0.50.5 983983 1.11.1 10301030 실시예2Example 2 830830 44 0.20.2 950950 0.30.3 965965 0.90.9 10001000 실시예3Example 3 790790 55 0.90.9 990990 0.90.9 995995 1.31.3 10401040 실시예4Example 4 800800 66 0.80.8 984984 0.80.8 993993 1.51.5 10601060 실시예5Example 5 830830 55 0.70.7 960960 0.70.7 964964 1.01.0 10201020 실시예6Example 6 780780 55 0.60.6 950950 0.70.7 958958 0.90.9 10401040

단, 상기 표2에서 저온조직 분율을 면적분율을 의미하며, 선재강도는 인장강도를 의미한다. 또한, 상기 최종압연기로부터 4번째 압연기부터 최종압연기까지의 온도는 실질적으로 동일하게 유지하여 압연하였다.However, in Table 2, the low temperature tissue fraction refers to the area fraction, and the wire strength refers to the tensile strength. In addition, the temperature from the final rolling mill to the fourth rolling mill to the final rolling mill was rolled while keeping substantially the same.

구분division 소려온도 : 390℃Consideration temperature: 390 ℃ 소려온도 : 420℃Consideration temperature: 420 ℃ 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 연신율(%)Elongation (%) 충격치(J)Impact value (J) 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 연신율(%)Elongation (%) 충격치(J)Impact value (J) 비교예1Comparative Example 1 19871987 66 3.23.2 18901890 77 3.73.7 비교예2Comparative Example 2 19231923 66 4.14.1 18841884 66 4.74.7 비교예3Comparative Example 3 19301930 55 3.73.7 18721872 66 4.54.5 비교예4Comparative Example 4 20012001 66 2.82.8 19301930 77 3.53.5 실시예1Example 1 20972097 1515 6.56.5 20352035 1616 7.47.4 실시예2Example 2 21002100 1313 5.95.9 20602060 1515 6.66.6 실시예3Example 3 21982198 1010 6.16.1 21202120 1212 6.96.9 실시예4Example 4 22002200 99 5.45.4 21452145 1010 6.36.3 실시예5Example 5 22352235 99 5.65.6 21972197 1010 6.26.2 실시예6Example 6 23092309 88 5.35.3 22652265 1010 6.06.0

상기 표 2의 결과로부터 알 수 있듯이, 냉각속도가 3℃/초 및 5℃/초인 경우에서는 본 발명의 성분 범위를 벗어날 뿐만 아니라 압연기의 압연온도 조건도 본 발명에서 규정하는 범위를 벗어나는 비교예1~비교예4의 경우는 저온조직 분율이 2% 이상으로서 아주 높게 나타났으며, 그 결과 선재강도도 실시예1~실시예6의 경우보다 훨씬 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 반면, 실시예1~실시예6의 경우는 저온조직의 분율이 1% 이하로서 냉간가공에 적합한 범위에 속하고 있었으며, 그 결과 선재강도도 1000MPa 이하인 양호한 값을 나타내고 있었다. 다만, 냉각속도가 7℃/초인 경우에는 실시예에서도 1% 이상의 저온조직 분율을 관찰할 수 있었으며 선재의 인장강도도 1000MPa 이상으로 비교적 높다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 비교예와 실시예의 차이는 냉각전 오스테나이트 결정립도에서 기인하는 것으로서 상온에서 오스테나이트 결정립도를 확인할 수 있는 값인 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 비교예의 경우는 12㎛ 이상인 경우인데 반하여 본 발명에 의한 실시예의 경우에는 6㎛ 이하로서 큰 차이를 나타내고 있었다. As can be seen from the results of Table 2, when the cooling rate is 3 ℃ / second and 5 ℃ / second not only out of the component range of the present invention but also the rolling temperature conditions of the rolling mill Comparative Example 1 outside the range prescribed by the present invention In Comparative Example 4, the low temperature tissue fraction was very high as 2% or more, and as a result, the wire strength was much higher than that of Examples 1 to 6. On the other hand, in the case of Examples 1 to 6, the fraction of the low-temperature structure was 1% or less, belonging to the range suitable for cold working, and as a result, the wire strength was also good value of 1000 MPa or less. However, in the case of the cooling rate of 7 ℃ / sec, even in the Example it was able to observe the low-temperature fraction of more than 1%, it was confirmed that the tensile strength of the wire rod is relatively high as 1000MPa or more. The difference between the comparative example and the example is due to the austenite grain size before cooling, and the austenite grain size, which is a value capable of confirming the austenite grain size at room temperature, is 12 µm or more in the comparative example. In the case of the example, 6 micrometers or less showed the big difference.

또한 표 3에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 조성을 만족하는 실시예의 경우는 그 인장강도가 2000MPa 이상으로 만족한 값을 나타내고 있었으나, 비교예1~비교예4의 경우는 그 강도값이 실시예에 비하여 현저히 부족하다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 본 발명의 유리한 효과는 본 발명의 강 조성에 기인하는 것이다. 즉, 본 발명에서 규정하는 강 조성은 표면 탈탄의 효과를 줄이기 위해 Si의 첨가량을 감소시켰고, 이 감소로 인해 발생될 강도의 손실분을 대체하기 위해 B, V와 Ti가 복합 첨가된 조성인데, 이러한 첨가효과는 V(C,N) 및 Ti(C,N)와 같은 석출물에 의해 소입 중에 일어나는 결정립 미세화 작용과 보론의 소입성 향상 및 입계강화 작용을 이용해 강도와 인성의 저하를 최소화시키고 소려 중에 도모된 석출강화로 인한 향상된 강도에 기인하는 것이기 때문이다.In addition, as can be seen from Table 3, in the case of satisfying the composition of the present invention, the tensile strength thereof was satisfied to be 2000 MPa or more, but in Comparative Examples 1 to 4, the strength value was remarkably higher than that of the Examples. It was confirmed that the lack. This advantageous effect of the invention is due to the steel composition of the invention. That is, the steel composition defined in the present invention is to reduce the addition amount of Si to reduce the effect of surface decarburization, and is a composition in which B, V and Ti are added to replace the loss of strength to be generated due to this reduction, The additive effect is to minimize the degradation of strength and toughness by minimizing the crystal grains occurring during quenching by precipitates such as V (C, N) and Ti (C, N), enhancing the hardenability of boron and strengthening grain boundaries, This is due to the enhanced strength due to the enhanced precipitation strengthening.

도 1은 통상의 선재에 대한 냉각시 나타나는 CCT 다이어그램을 나타낸 그래프,1 is a graph showing a CCT diagram when cooling for a conventional wire rod,

도 2는 미세 결정립을 가진 선재로 압연한 후 냉각시 나타나는 CCT 다이어그램을 나타낸 그래프, 그리고2 is a graph showing a CCT diagram when cooling after rolling with a wire rod having fine grains, and

도 3은 최종압연기로부터 2번째 압연기에서 압연 온도를 낮춘 경우의 결정립 크기와 그렇지 않은 경우의 결정립 크기를 비교한 그래프이다.3 is a graph comparing the grain size when the rolling temperature is lowered in the second rolling mill from the final rolling mill and the grain size when it is not.

Claims (11)

중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재.By weight%, C: 0.4-0.7%, Si: 1.5-3.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.01-1.5%, Ni: 0.01-1.0% or less, Cu: 0.01-1.0% or less, B: It has a composition containing 0.005 ~ 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, N: 0.02% or less, residual Fe and other unavoidable impurities. A high-strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized by having an internal structure composed of spherical austenite grains of 8 µm or less. 제 1 항에 있어서, 상기 강선재의 내부조직 중 베이나이트와 마르텐사이트 조직의 면적분율의 합계가 1% 미만인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재.The high-strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability according to claim 1, wherein the sum of the area fractions of the bainite and martensite structures in the internal structure of the steel wire is less than 1%. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 강선재의 조성에는 중량%로 V : 0.5%이하 및 Ti : 0.5%이하가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재.According to claim 1 or 2, wherein the composition of the steel wire is a high-strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized in that it further comprises V: 0.5% or less and Ti: 0.5% or less by weight. . 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 빌레트를 열간압연하여 선재로 제조할 때, 사상압연기 중 최종압연기로부터 2번째 이상의 압연기에서의 압연온도가 850℃ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재의 제조방법.By weight%, C: 0.4-0.7%, Si: 1.5-3.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.01-1.5%, Ni: 0.01-1.0% or less, Cu: 0.01-1.0% or less, B: Hot rolled billet having a composition containing 0.005 to 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, balance Fe and other unavoidable impurities To produce a wire rod, the method of producing a high strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized in that the rolling temperature in the second or more rolling mill of the finishing mill is less than or equal to 850 ° C. 제 4 항에 있어서, 상기 강선재의 조성에는 중량%로 V : 0.5%이하 및 Ti : 0.5%이하가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재의 제조방법.The method of claim 4, wherein the composition of the steel wire further comprises V: 0.5% or less and Ti: 0.5% or less by weight. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 압연온도는 Ar3 이상인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재의 제조방법.The method according to claim 4 or 5, wherein the rolling temperature is higher than or equal to Ar3. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 압연된 선재에 대하여 700~850℃의 온도에서 냉각을 개시하여 상온까지 5℃/초 이하의 속도로 냉각을 실시하는 것을 특 징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재의 제조방법.6. The excellent cold workability according to claim 4 or 5, wherein cooling of the rolled wire is started at a temperature of 700 to 850 ° C and cooled to a room temperature at a rate of 5 ° C / sec or less. Method for manufacturing high strength, high toughness spring steel wire. 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재를 이용하여 스프링을 제조하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법으로서,By weight%, C: 0.4-0.7%, Si: 1.5-3.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.01-1.5%, Ni: 0.01-1.0% or less, Cu: 0.01-1.0% or less, B: It has a composition containing 0.005 ~ 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, N: 0.02% or less, residual Fe and other unavoidable impurities. It has an internal structure consisting of a high strength, high toughness spring for producing a spring using a high strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized in that the old austenite grain size of the internal structure is 8㎛ or less As a manufacturing method, 상기 강선재에 대하여 연화열처리 없이 필링(peeling) 및 쉐이빙(shaving)하는 단계;Peeling and shaving the steel wire without softening heat treatment; 상기 강선재에 대하여 오스테나이트화 처리하는 단계;Austenitizing the steel wire; 상기 오스테나이트화 처리된 강선재를 유냉하는 단계;Oil-cooling the austenitized steel wire; 상기 유냉된 강선재를 소려처리하는 단계; 및Treating the oil-cooled steel wires; And 상기 소려처리된 강선재를 스프링 형상으로 냉간가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법.Cold working the thinned steel wire in a spring shape; manufacturing method of high strength, high toughness spring comprising a. 중량%로, C : 0.4~0.7%, Si : 1.5~3.5%, Mn : 0.3~1.0%, Cr : 0.01~1.5%, Ni : 0.01~1.0% 이하, Cu : 0.01~1.0% 이하, B : 0.005~0.02%, Al : 0.1%이하, O : 0.0020% 이하, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, N: 0.02%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 내부조직을 가지며, 내부조직의 구(舊) 오스테나이트 결정립도가 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉간가공성이 우수한 고강도, 고인성 스프링용 강선재를 이용하여 스프링을 제조하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법으로서,By weight%, C: 0.4-0.7%, Si: 1.5-3.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.01-1.5%, Ni: 0.01-1.0% or less, Cu: 0.01-1.0% or less, B: It has a composition containing 0.005 ~ 0.02%, Al: 0.1% or less, O: 0.0020% or less, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, N: 0.02% or less, residual Fe and other unavoidable impurities. It has an internal structure consisting of a high strength, high toughness spring for producing a spring using a high strength, high toughness spring steel wire having excellent cold workability, characterized in that the old austenite grain size of the internal structure is 8㎛ or less As a manufacturing method, 상기 강선재에 대하여 연화열처리 없이 필링(peeling) 및 쉐이빙(shaving)하는 단계;Peeling and shaving the steel wire without softening heat treatment; 상기 강선재에 대하여 스프링 형상으로 열간가공하는 단계;Hot working the spring wire in a spring shape; 상기 열간가공된 스프링을 오스테나이트화 하는 단계;Austenitizing the hot worked spring; 상기 오스테나이트화 된 스프링을 유냉하는 단계; 및Cooling the austenitized spring; And 상기 유냉된 스프링을 소려처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법.The method of manufacturing a high-strength, high-toughness spring comprising the; 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 오스테나이트화 온도는 900~1000℃인 것을 특징으로 하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법.10. The method according to claim 8 or 9, wherein the austenitization temperature is 900 to 1000 ° C. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 소려처리 온도는 350~450℃인 것을 특 징으로 하는 고강도, 고인성 스프링의 제조방법.The method for producing a high strength, high toughness spring according to claim 8 or 9, wherein the light treatment temperature is 350 to 450 ° C.
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