KR20100079000A - 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강 및 이를 이용한 차량용 액슬 샤프트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강, 그리고 상기 액슬 샤프트용 보론강으로 이루어지는 소재의 표면을 넓히기 위해 업세트 단조하는 단계와; 업세트 단조된 액슬 샤프트용 보론강 소재의 표면 경도를 높이기 위해 고주파 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액슬 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.

Description

내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강 및 이를 이용한 차량용 액슬 샤프트의 제조방법{Boron alloy steel having superior durability for axle shaft and manufacturing method of axle shaft for vehicle using the same}

본 발명은 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강 및 이를 이용한 차량용 액슬 샤프트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저렴한 합금 원소인 Ti, B, Al, V을 첨가함으로써 고가의 합금 원소인 Mo을 첨가하지 않고도 우수한 내구성을 보유할 수 있는 액슬 샤프트용 보론강을 제공하고, 또한 이러한 보론강을 이용하여 자동차용 액슬 샤프트를 제조함으로써 제조 공정에서 조질 처리 및 노멀라이징 공정을 생략할 수 있게 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강 및 이를 이용한 차량용 액슬 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.

자동차용 부품인 소형 액슬 샤프트를 제조하기 위해, 종래에는 주로 Cr-Mo 강재인 SCM440H가 이용되고 있다. 이러한 종래의 액슬 샤프트 소재로 이용되는 SCM440H는, 0.37~0.44 중량%의 C, 0.15~0.35 중량%의 Si, 0.55~0.90 중량%의 Mn, 0.85~1.25 중량%의 Cr, 0.15~0.35 중량%의 Mo 및 잔부 Fe로 구성되는 Cr-Mo 합금강이다.

이러한 종래의 SCM440H 소재는 고가의 합금 원소인 Mo과 Cr을 다량 함유하고 있어서, 자동차용 부품인 액슬 샤프트의 제조 원가를 증가시키는 문제가 있다.

그리고 상기와 같이 구성되는 종래의 SCM440H 소재에 대해 자동차용 부품인 액슬 샤프트를 제조하는 과정은 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 원소재인 SCM440H에 대해 노멀라이징(Normalizing) 과정을 거친다(S10). 여기서, 노멀라이징이란 금속을 일정 온도에서 일정 시간 동안 가열한 후 공기 중에서 냉각시키는 열처리 방법으로써, 이러한 노멀라이징 공정을 거치게 되면 소재의 내부 조직을 균질화시킬 수 있게 된다.

이처럼 노멀라이징 과정을 거친 소재(SCM440H)에 대해 업세트 단조 과정을 거친다(S12). 이처럼 업세트 단조 과정을 거친 소재는, 부피가 팽창되면서 표면이 넓어지게 된다.

그리고 업세트 단조 과정을 거친 소재에 대해 조질 처리(Quenching and Tempering) 과정을 거친다(S14). 이처럼 조질 처리 과정을 거친 소재는 내부 경도가 확보될 수 있다. 만일, 종래의 SCM440H 소재에 대해 조질 처리 과정을 생략하게 되면, 소재의 내부 경도가 저하되면서 조기에 파손될 염려가 있다.

그리고 조질 처리 과정을 거쳐서 내부 경도가 확보된 소재에 대해 마지막으로 고주파 열처리 과정을 거치게 된다(S16). 이러한 고주파 열처리 과정은 소재의 표면을 경화시키게 된다. 이처럼 조질 처리와 고주파 열처리 과정을 거친 소재는, 내부와 표면이 모두 경화되면서 우수한 내구성을 확보할 수 있게 된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 액슬 샤프트 제조용 SCM440H 소재는, 내구성 및 소입성을 확보하기 위해 Cr, Mo과 같은 고가의 합금원소가 첨가되어야 하기 때문에 제조 원가가 증가되는 문제가 발생된다.

또한 이러한 종래의 SCM440H 소재를 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 공정에, 소재의 내부 조직을 균질화시키기 위한 노멀라이징 공정을 필수적으로 포함해야 하고, 또한 소재의 내부 경도를 확보하기 위해 조질 처리 과정 역시 필수적으로 포함해야 하는데, 이러한 노멀라이징 공정 및 조질 처리 공정으로 인해 액슬 샤프트의 제조 시간 및 비용이 증가되는 문제가 발생한다.

또한 상기 종래의 조질 처리 과정에서는, 제조 로트(LOT)별로 품질 편차가 발생할 수 있고, 또한 소재의 소입성 부족으로 인해 수용성 오일을 사용하여 조질 처리 과정을 수행하게 되는데, 이러한 수용성 오일의 사용은 소재의 냉각 속도를 급격하게 증가시켜서 마르텐사이트 변태 속도를 증가시킴으로써, 소재의 표면과 내부의 냉각 속도 차이가 크게 발생하게 되고, 그로인해 소재에 열변형이 발생하면서 내구성이 저하되는 문제도 발생하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고가의 합금 원소인 Mo과 Cr을 대체하여 저가의 합금 원소를 사용하여 차량용 액슬 샤프트의 제조 원가를 크게 절감시킬 수 있는 액슬 샤프트용 보론강을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 액슬 샤프트 제조 공정에서 노멀라이징 및 조질 처리 과정을 생략함으로써, 제조 공정 시간과 비용을 크게 감축시킬 수 있도록 하는 차량용 액슬 샤프트의 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 저가의 합금 원소를 사용하고 또한 일부 제조 공정을 생략하더라도 종래의 SCM440H 소재에 비해서도 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강은, C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트의 제조방법은, C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강을 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 방법에 있어서, 상기 액슬 샤프트용 보론강으로 이루어지는 소재의 표면을 넓히기 위해 업세트 단조하는 단계와; 업세트 단조된 액슬 샤프트용 보론강 소재의 표면 경도를 높이기 위해 고주파 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트의 제조방법은, 상기 액슬 샤프트용 보론강 소재를 업세트 단조하기 전에, 소재의 내부 조직을 균질화시키기 위해 노멀라이징 처리하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강에 의하면, 고가의 합금 원소인 Mo을 생략하고 Cr의 양을 줄이면서, 저가의 합금 원소인 Al, Ti, B, V을 첨가함으로써, 제조 원가를 크게 절감시키면서, 동시에 우수한 내구성이 확보될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트의 제조방법 의하면, 노멀라이징 공정을 필요에 따라 생략할 수도 있고, 특히 수용성 오일을 사용하는 조질 처리 과정을 생략함으로써, 제조 공정 시간 및 비용이 크게 단축되고, 제품의 열변형도 저감시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강 및 이를 이용 한 차량용 액슬 샤프트의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강의 구성 성분은 하기의 표 1에 기재된 바와 같다. 하기의 표 1에는 종래의 액슬 샤프트용 소재로 널리 사용되는 SCM440H의 구성 성분이 본 발명의 보론강에 대한 구성 성분과 함께 기재되어 있다.

구분	함유량(중량%)
	C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Al	Ti	B
본 발명의 보론강	0.38 ~ 0.43	0.15 ~ 0.35	0.60 ~ 0.85	0.80 ~ 1.05	-	0.004 ~ 0.01	0.015 ~ 0.070	0.020 ~ 0.060	0.0020 ~ 0.0030
SCM440H	0.37 ~ 0.44	0.15 ~ 0.35	0.55 ~ 0.90	0.85 ~ 1.25	0.15 ~ 0.35	-	-	-	-

위의 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강은, C(탄소) 0.38~0.43 중량%, Si(실리콘) 0.15~0.35 중량%, Mn(망간) 0.60~0.85 중량%, Cr(크롬) 0.80~1.05 중량%, Al(알루미늄) 0.015~0.070 중량%, Ti(티타늄) 0.02~0.06 중량%, B(보론) 0.002~0.003 중량%, V(바나듐) 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강은 종래의 액슬 샤프트용 소재(SCM440H)와 달리, 액슬 샤프트 제조 공정에서 조직을 균질화시키기 위한 노멀라이징 공정을 생략할 수 있고, 또한 소재의 내부 경도를 강화하기 위한 조질 처리 과정도 생략하기 위해 개발된 합금강이다.

즉, 노멀라이징 공정을 생략 가능하도록 하기 위해, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강에는 Al과 Ti이 첨가되고, 상기 첨가된 Al과 Ti은 소재 내부의 결정립을 미세화시켜서 조직을 균질화시키게 되고, 따라서 별도로 조직을 균질화시키기 위한 노멀라이징 공정을 생략할 수 있게 된다. 물론, 경우에 따라서는 소재의 내부 조직을 보다 확실하게 균질화시키기 위해 노멀라이징 공정을 수행할 수도 있지만, 이러한 경우에도 종래에 비해 노멀라이징 공정이 훨씬 수월하게 진행될 수 있게 된다.

또한 조질 처리 과정을 생략하기 위해, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강에는 Al, Ti, V, B이 첨가되고, 상기 첨가된 원소들은 소재의 안정적인 소입성(Hardenability) 확보를 가능하게 함으로써, 별도로 소재의 내부 경도를 강화하기 위한 조질 처리 과정을 생략할 수 있게 한다.

또한 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강에는, 종래에 첨가되던 고가의 합금원소인 Mo이 생략되고, 또한 Cr의 양도 줄어들게 구성된다. 그리고 상기 Mo 및 Cr의 기능을 대체하기 위해, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강에 저가 금속인 Al과 B이 첨가되고, 또한 함께 첨가되는 Ti과 V도 Al과 B을 보완하여 Mo 및 Cr의 기능을 대체하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강을 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하면, 액슬 샤프트 제품의 제조 원가를 크게 낮출 수 있고, 또한 종래에 비해 내구 수명도 2배 이상 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강의 주요 구성원소 및 그 함량의 한정 이유에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, C는 보론강의 강도를 높이기 위해 첨가되는 성분으로서, 그 조성 범위는 0.38 ~ 0.43 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, C의 함량이 0.38 중량% 이하가 되면 소재의 경도가 너무 낮아지고, C의 함량이 0.43 중량% 이상이 되면 소재의 경도가 너무 높아져서 쉽게 깨질 염려가 있다. 따라서 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서는, 조질 처리 과정을 생략할 수 있고, 동시에 우수한 내구성을 확보하기 위해, C의 조성 범위는 0.38 ~ 0.43 중량%로 한정되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, Si은 소입성을 향상시키고 제강시 충분한 탈산 효과를 발휘하기 위해 0.15 ~ 0.35 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 Si의 함량이 0.15 중량% 이하가 되면 소입성 및 탈산 효과가 현저하게 저하되고, Si의 함량이 0.35 중량% 이상이 되면 소재의 표면에 산화물 또는 개재물이 형성되면서 내구성이 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, Mn은 소입성 향상 및 강도 증가를 위해 0.60 ~ 0.85 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 Mn의 함량이 0.60 중량% 이하가 되면 소입성 및 강도가 현저하게 저하되고, Mn의 함량이 0.85 중량% 이상이 되면 소재의 가공성이 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, Cr은 소재의 경도 증가 및 소입성 향상을 위해 0.80 ~ 1.05 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 Cr의 함량이 0.80 중량% 이하가 되면 경도 및 소입성이 현저하게 저하되고, Cr의 함량이 1.05 중량% 이상이 되면 소재의 결정립계에 과대한 Cr 탄화물을 형성하여 소재의 강도가 급격하게 저하될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 Cr이 고가의 금속 원소이기 때문에, 종래의 SCM440H 소재에 비해 그 양을 줄여서 첨가되도록 구성되고, 또한 고가의 금속 원소인 Mo은 전혀 첨가되지 않도록 구성되었으며, 이러한 Mo과 Cr의 기능을 대체하기 위해 새로이 저가의 합금 원소인 Al, Ti, V 및 B이 첨가되었다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, V은 소재의 결정립 미세화와 경도 증가를 위해 0.004 ~ 0.01 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 V의 함량이 0.004 중량% 이하가 되면 결정립 미세화 및 경도 증가의 효과가 저하되고, V의 함량이 0.01 중량% 이상이 되면 탄화물 형성에 따라 소재의 가공성이 급격하게 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, Al은 표면부 결함이 없는 청정강을 생산하기 위한 강탈산제 역할을 수행하고, 또한 결정립 미세화를 통한 내구성 증대를 위해, 0.015 ~ 0.070 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 Al의 함량이 0.015 중량% 이하가 되면 강탈산제 역할 및 결정립 미세화 효과가 저하되고, Al의 함량이 0.070 중량% 이상이 되면 비금속 개재물 생성으로 인해 소재의 피로 강도가 급격하게 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, Ti은 소재의 결정립 미세화를 통한 내구성 증대를 위해 0.020 ~ 0.060 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 Ti의 함량이 0.020 중량% 이하가 되면 결정립 미세화 효과가 저하되고, Ti의 함량이 0.060 중량% 이상이 되면 소입성이 급격하게 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에서, B은 미량 첨가에 의해서도 소입성이 급격하게 증대할 수 있으므로 Mo 미첨가에 따른 소입성 확보를 위해 첨가되고, 그 조성 범위는 0.002 ~ 0.003 중량%로 한정되는 것이 바람직하다. 만일 B의 함량이 0.002 중량% 이하가 되면 소입성이 확보되지 못하고, B의 함량이 0.003 중량% 이상이 되면 Fe₂B 생성에 따른 적열취성이 발생하고, 또한 소입성 편차로 인해 고주파 물성에 변화가 발생할 수 있다.

그리고 전술한 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강을 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 과정은 다음과 같다.

상기에서 상세하게 설명한 바와 같이, C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강을 준비하고, 상기 액슬 샤프트용 보론강으로 이루어지는 소재의 표면을 넓히기 위해 업세트 단조 과정을 거친다(S22).

한편, 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트를 제조방법에서는, 액슬 샤프트용 보론강 소재를 업세트 단조하기 전에, 종래와 마찬가지로 소재의 내부 조직을 균질화시키기 위한 노멀라이징 과정을 거칠 수도 있다(S20). 그러나 액슬 샤프트용 보론강 소재를 업세트 단조하기 전에 종래와 달리 노멀라이징 과정을 거치지 않더라도, 보론강에 첨가된 Al과 Ti으로 인해 내부 결정립이 미세화됨으로써, 소재의 내부 조직이 이미 균질화되어 있게 된다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트를 제조방법에서는, 종래와 달리 업세트 단조 과정을 거친 소재에 대해 소입성 확보를 위한 조질 처리 과정을 거치지 않는다. 즉, 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에 첨가된 Al, Ti, V 및 B에 의해 이미 소재의 소입성이 확보되어 있기 때문에, 소입성 확보를 위한 조질 처리 과정을 생략할 수 있다. 이처럼 수용성 오일을 사용하는 조질 처리 과정이 생략됨으로써, 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강은 열변형 문제도 발생하지 않고, 우수한 내구성도 확보할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 차량용 액슬 샤프트를 제조방법에서는, 업세트 단조 과정을 거친 소재에 대해 조질 처리 과정을 거치지 않고, 곧바로 소재의 표면 경도를 높이기 위한 고주파 열처리 과정을 거치게 된다(S24). 이러한 고주파 열처리 과정은 소재의 표면 경도를 높여서 결과적으로 소재의 내구성을 향상시키기 위한 열처리 과정으로써, 종래와 동일한 방식으로 진행되므로 상세한 설명은 생략한다.

다음에는 전술한 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강에 대한 소입성 및 내구성 시험에 대해 살펴본다.

조미니 시험 방식에 따라 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강과 종래의 SCM440H에 대한 소입성 시험을 실시하고, 그 결과를 하기의 표 2에 정리하였다.

거리(mm)		1.5	3	5	7	9	11	13	15	20	30	40	50
경도(HRc)	상한	60	60	60	59	58	58	57	56	55	51	47	44
	하한	53	53	52	51	50	48	46	43	38	33	32	30
본 발명의 보론강		56	56	56	56	56	55	54	54	50	40	35	31
SCM440H		56	56	56	55	55	54	52	50	45	39	36	35

상기 표 2에서 거리(mm)는 소재의 표면에서 경도 측정 위치까지의 거리를 나타낸다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강과 종래의 SCM440H에 대한 내부 경도를 측정하고, 그 결과를 하기의 표 3에 정리하였다.

항목		본 발명의 보론강	SCM440H
경도	실측	HB240	HB290
	스펙(Spec)	HB200 ~ 260	HB285 ~ 341

상기 내부 경도 시험에 사용된 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강과 종래의 SCM440H는 모두 고주파 열처리 전 단계까지 거친 소재를 사용하였다. 즉, 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강은 업세트 단조 과정만을 거친 소재이고, 종래의 SCM440H는 노멀라이징, 업세트 단조 및 조질 처리 과정까지 모두 거친 소재이다. 여기서, 종래의 SCM440H에 대한 조질 처리는, 870℃에서 3시간 가열 후, 17% 수용성 오일에 담금질하고, 다시 590℃에서 225분간 가열 유지되는 조건에서 이루어졌다.

상기 표 2 및 표 3에 정리된 소입성과 내부 경도 시험 결과를 살펴보면, 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강과 종래의 SCM440H이 경도에서 상호간에 큰 차이를 보이지 않고 있고, 내구성도 확보되어 있음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강이 고가의 합금 원소인 Mo을 첨가되지 않고, 또한 노멀라이징 및 조질 처리 과정을 생략하였음에도, 종래의 SCM440H과 유사한 수준의 소입성과 내부 경도값을 가지고 있다.

그리고 본 발명의 액슬 샤프트용 보론강과 종래의 SCM440H으로 제작된 각 차량용 액슬 샤프트에 대한 내구성을 시험하고, 그 결과를 하기의 표 4에 정리하였다.

구분		부하조건	목표시간	비고
내구 수명	기준	2,052kgf.m	B10 15만 사이클↑	파손 없을 것
	SCM440H	↑	20.3만 사이클 파손	샤프트 축 파손
	본 발명의 보론강	↑	50만 사이클 미파손	이상 무

즉, 본 발명의 보론강으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편 10개와 종래의 SCM440H으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편 10개에 대해, 각 시험편의 내구성을 시험한 결과, 본 발명의 보론강으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편 및 종래의 SCM440H으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편 모두 대체로 목표치를 만족시키고 있었다.

그러나 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 보론강으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편은 50만 사이클에서도 전혀 파손이 일어나지 않았으나, 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 SCM440H으로 제작된 차량용 액슬 샤프트의 시험편 일부가 끝단의 스플라인 부분에서 파손이 발생하였다.

상기 표 2 내지 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 액슬 샤프트용 보론강 및 그 보론강을 이용하여 제조된 차량용 액슬 샤프트는, 종래에 비해 저가의 합금 원소를 사용하고 일부 공정이 생략되었음에도 불구하고, 종래와 유사하거나 혹은 그 이상의 소입성, 내부 경도 및 내구성을 보유하고 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 SCM440H 소재를 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 공정을 나타내는 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강을 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 공정을 나타내는 순서도.

도 3은 본 발명의 보론강으로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편을 나타내는 사진.

도 4는 종래의 SCM440H 소재로 제작된 차량용 액슬 샤프트 시험편을 나타내는 사진.

Claims (3)

1. C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강.
2. C 0.38~0.43 중량%, Si 0.15~0.35 중량%, Mn 0.60~0.85 중량%, Cr 0.80~1.05 중량%, Al 0.015~0.070 중량%, Ti 0.02~0.06 중량%, B 0.002~0.003 중량%, V 0.004~0.01 중량%, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 액슬 샤프트용 보론강을 이용하여 차량용 액슬 샤프트를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 액슬 샤프트용 보론강으로 이루어지는 소재의 표면을 넓히기 위해 업세트 단조하는 단계;

   업세트 단조된 액슬 샤프트용 보론강 소재의 표면 경도를 높이기 위해 고주파 열처리하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액슬 샤프트의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 액슬 샤프트용 보론강 소재를 업세트 단조하기 전에, 소재의 내부 조직 을 균질화시키기 위해 노멀라이징 처리하는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액슬 샤프트의 제조방법.

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