KR20120090604A

KR20120090604A - 초고강도 케이블 비드

Info

Publication number: KR20120090604A
Application number: KR1020110011118A
Authority: KR
Inventors: 이준철; 김혜능
Original assignee: 고려제강 주식회사
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-17

Abstract

본 발명은 차량의 경량화에 대응하여 강도를 향상시킨 초고강도 케이블 비드에 관한 것으로, 이러한 초고강도 케이블 비드는, 심선(core wire)의 외주면에 외층선(layer wire)을 복수회 꼬아서 권선한 케이블 비드(cable bead)에 있어서, 상기 외층선은 인장강도가 인장강도가 2285~2650Mpa이며, 0.84~1.03%의 탄소를 함유한 것을 특징으로 한다.

Description

초고강도 케이블 비드{Ultra-high strength cable bead}

본 발명은 초고강도 케이블 비드에 관한 것으로, 심선의 외주면에 외층선을 꼬아 권선한 케이블 비드에 있어서 경량이면서 강도를 향상시키고 신율을 양호하게 확보하며, 심선의 양단부가 용접될 때 그 용접부의 강도를 양호하게 확보하고, 케이블 비드의 성형성을 향상시킨 초고강도 케이블 비드에 관한 것이다.

본 발명은 차량용 공기입 타이어의 비드부 보강재로서 사용되는 케이블 비드에 관한 것이다. 케이블 비드는 타이어의 주행 안정성, 특히 코너링시 접지력을 향상시키켜 타이어의 안전성을 확보한다.

최근, 차량(오토바이 및 자동차)은 경량화되는 추세이며 따라서 케이블 비드 또한 그 경량화에 대응하여 초고강도가 요구되고 있다.

본 발명은 차량 경량화 추세에 대응하여 케이블 비드의 강도를 향상시키고, 초고강도에 따른 신율을 확보하며, 케이블 비드를 이루는 심선의 용접부(심선의 양단부가 서로 맞닿아 용접되는 부분)의 강도를 향상시키고, 케이블 비드의 성형성을 향상시킨 초고강도 케이블 비드를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초고강도 케이블 비드는, 심선(core wire;11)의 외주면에 외층선(layer wire;12)을 복수회 꼬아서 권선한 케이블 비드(cable bead)에 있어서, 상기 외층선(12)은 인장강도가 2285~2650Mpa이며, 0.84~1.03%의 탄소를 함유한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외층선(12)은 크롬 0.2~2.0%를 함유한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 심선은(11)은 인장강도가 2285~2650Mpa이며, 탄소 0.57~1.03%를 함유한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 심선은(11)은 크롬 0.2~2.0%를 함유한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 외층선(12) 및 심선(11)은 산세, 1차 신선, 소입열처리 및 피막처리, 2 차 신선의 일련의 와이어 가공을 거친 후, 350~450℃로 블루잉(Blueing) 열처리되며, 신율이 5% 이상인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 심선(11)의 양단부는 용접되며, 용접 후 소둔 열처리되되,(1) 탄소가 0.57% 이상이며 0.7% 미만인 경우, 800℃~900℃로 소둔 열처리되며, (2) 탄소가 0.7% 이상이며 0.9% 미만인 경우, 700℃±50℃로 소둔 열처리되고, (2) 탄소가 0.9% 이상인 경우, 550℃~600℃로 소둔 열처리되어, 상기 양단부가 용접되는 용접부의 강도가 상기 심선(11) 강도의 70% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 초고강도 케이블 비드는, 외층선을 고탄소강으로 하여 케이블 비드의 전체적인 강도가 향상된다. 또한, 선택적으로 심선을 고탄소강으로 하여 케이블 비드의 전체적인 강도를 향상시킨다.

또한, 외층선 및 심선은 산세, 1차 신선, 소입열처리 및 피막처리, 2차 신선의 일련의 와이어 가공을 거친 후, 블루잉 열처리되어 외층선 및 심선의 신율을 5% 이상으로 확보한다.

또한, 심선의 양단부가 용접된 용접부는 심선을 구성하는 탄소의 함량에 따라 다른 온도로 소둔처리하여 용접부의 강도를 심선 강도의 70% 이상으로 유지된다.

도1은 본 발명에 따른 케이블 비드의 사시도,
도2는 본 발명에 따른 케이블 비드의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 초고강도 케이블 비드(10)는 차량용 공기입 타이어의 비드부 보강재로서 사용되는 것으로, 상기 케이블 비드(10)는 중심에 배치되는 심선(11)(core wire)과 상기 심선(11)의 외주면에 꼬어져 권선되는 외층선(12)(layer wire)으로 이루어진다.

상기 외층선(12)은 인장강도가 2285~2650Mpa인 것으로써, 0.84~1.03%의 탄소를 함유하고, 여기에 크롬을 0.2~2.0%을 선택적으로 함유할 수 있다. 상기 탄소 및 크롬의 함량에 따라서 세부적으로 케이블 비드(10)를 구분하면 다음과 같다.

SSHT(Semi-high Tensile Grade)급은 인장강도가 2285~2411Mpa로서, 탄소함량이 0.84~0.88%인 것으로 구분한다. SHT(Super high Tensile Grade)급은 인장강도가 2412~2449Mpa로서, 탄소함량이 0.89~0.93%이거나, 탄소함량이 0.83~0.88%이고 크롬함량이 0.2~2.0%인 것으로 구분한다. UT(Ultra high Tensile Grade)급은 인장강도가 2450~2549Mpa로서, 탄소함량이 0.89~0.93%이고 크롬함량이 0.2~2.0%인 것은 으로 구분한다. SEUT(Semi-Ultra high Tensile Grade)급은 인장강도가 2450~2549Mpa로서, 탄소함량이 0.94~0.98%이고 크롬함량이 0.2~2.0%인 것으로 구분한다. 또한, EUT(Extra-Ultra high Tensile Grade)급은 인장강도가 2550~2650Mpa로서, 탄소함량이 0.99~1.03%이고 크롬함량이 0.2~2.0%인 것으로 구분한다. 상기 탄소함량에 따른 구분시 소수점 3자리 이하에서 불연속적으로 표기되었으나, 이는 설명의 편의상 구분한 것이며, 실제 탄소함량은 연속적으로 분포될 수 있으며 그러한 탄소함량 분포시 어느 한쪽의 급으로 구분지어도 무방하다.

아래 표1은 고탄소강을 사용한 외층선(12)의 인장강도를 나타낸 것이다. 표1에서 그레이드(grade)는 SSHT,SHT,UT,SEUT,EUT는 상술한 탄소 및 크롬함량에 따른 등급이며, 기존재의 그레이드로서 NT(Normal Tensile)는 탄소가 0.72% 함유한 강종이고, HT(High Tensile)는 탄소를 0.82% 함유한 강종이다.

또한, '강종'을 구분한 란에서 86C는 탄소함량이 0.86%, 92C는 탄소함량이 0.92%를 의미하고, Cr(크롬)은 그 함량이 0.2~2.0%에서 선택된 것이다.

아래 표1에서 보듯이, 본 발명의 실시예에 따른 비교재들의 인장강도의 실제치는 기존재들에 비하여 향상됨을 알 수 있다.

[표 1]고탄소강 외층선의 강종별 인장강도(T/S)

상기 외층선(12)에 적용되는 심선(11)으로는 종래와 같이 연강 또는 중탄소강(탄소 0.28% 내지 0.56% 함유함)이 사용될 수 있다. 본 발명 실시예에 따른 케이블 비드(10)에서 상기 심선(11)은 인장강도가 2285~2650Mpa인 것으로서, 탄소를 0.57%~1.03% 함유한 고탄소강을 사용한다. 또한, 상기 심선(11)은 탄소를 0.57%~1.03% 함유함과 아울러, 선택적으로 0.2% 내지 2.0%의 크롬을 함유할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 외층선(12) 및 심선(11)은 상기의 강도를 발휘하기 위해 고탄소강을 이용하여 최적의 와이어 제조기술로 제조되며, 산세, 1차신선, 소입열처리 및 피막처리, 2차신선의 일련의 와이어 가공을 거친 후, 350~450℃로 블루잉(Blueing) 열처리되며, 신율이 5% 이상으로 확보된다.

고탄소강의 경우에 신선 후에 신선가공경화 현상이 나타나는데 상기 블루잉 열처리를 통하여 잔류응력을 제거한다. 잔류응력을 제거함으로써 신율이 회복되고, 신율 품질이 5%이상으로 확보된다. 상기 블루잉 열처리는 350~450℃에서 연속 열처리방식으로 수행된다.

하기 표2는 고탄소강 외층선(12) 및 심선(11)의 강종별 신율을 나타낸 것이다. 하기 표2에서 강종을 구분한 란에서 86C는 탄소함량이 0.86%, 92C는 탄소함량이 0.92%를 의미하고, Cr(크롬)은 그 함량이 0.2~2.0%에서 선택된 것이다. 아래 표에 보듯이 신율은 5%이상의 품질을 확보하는 것을 알 수 있다.

[표 2]고탄소강 외층선 및 심선의 강종별 신율

또한, 본 발명에 따른 초고강도 케이블 비드(10)는, 심선(11)의 양단부가 용접되며 용접 후에 열처리되어 용접부의 강도를 심선(11)의 70% 이상으로 되도록 한다.

심선(11)으로서 연강이나 중탄소강을 사용하는 경우에 용접 후 소둔 열처리 공정을 생략할 수 있으나, 고탄소강의 경우에는 소둔 열처리를 실시하여 경조직에 의한 품질하락을 방지할 필요가 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 고강도 케이블 비드(10)는 심선(11)의 탄소함량에 따라서 소둔 열처리의 온도를 달리한다.

탄소가 0.57% 이상이며 0.7% 미만인 경우에는 800℃~900℃로 소둔 열처리하고, 탄소가 0.7% 이상이며 0.9% 미만인 경우에는 700℃±50℃로 소둔 열처리하며, 탄소가 0.9% 이상 1.03% 이하인 경우에는 550℃~600℃로 소둔 열처리한다.

일반적으로 케이블 비드(10)의 심선(11) 용접부의 강도는 적어도 그 심선(11)의 60% 이상의 강도가 요구된다. 본 발명 실시예에 따른 고강도 케이블 비드(10)는, 그 심선(11) 용접부의 강도가 70% 이상으로 유지되므로 용접부의 강도 조건을 충분히 달성한다.

아래 표3은 고탄소강 심선(11)의 강종별 용접부 강도를 나타낸 것이다. 하기 표3에 있어서 강종을 구분한 란에서 86C는 탄소함량이 0.86%, 92C는 탄소함량이 0.92%를 의미하고, Cr(크롬)은 그 함량이 0.2~2.0%에서 선택된 것이다. '비율'란의 '용접부/모재'는 모재인 심선(11)의 강도에 대한 용접부의 강도를 나타낸 것으로, 본 실시예에 따른 개발재의 용접부 강도는 70% 이상으로 유지됨이 확인된다.

[표 3]고탄소강 심선의 강종별 용접부 강도

이처럼, 본 발명 실시예에 따른 초고강도 케이블 비드(10)는, 외층선(12)을 고탄소강 또는 고탄소강에 크롬을 첨가한 합금강을 사용함으로써 케이블 비드(10)의 강도를 향상시킨다.

또한, 본 발명 실시예에 따른 초고강도 케이블 비드(10)에 채용된 심선(11) 또한 고탄소강 또는 고탄소강에 크롬을 첨가한 합금강을 사용함으로써 케이블 비드(10)의 강도를 향상시키고, 외층선(12) 및 심선(11)은 상술한 인장강도를 발휘하기 위해 고탄소강을 이용하여 최적의 와이어 제조기술로 제조되며, 산세, 1차신선, 소입열처리, 및 피막처리, 2차신선의 일련의 와이어 가공을 거친 후, 블루잉 열처리하여 잔류응력을 제거하여 신율을 확보하고, 소둔 열처리 함으로써 심선(11) 용접부의 강도를 심선(11)의 70% 이상으로 유지시켜 용접부의 강도를 양호하게 확보한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10... 고강도 케이블 비드 11... 심선
12... 외층선

Claims

심선(core wire;11)의 외주면에 외층선(layer wire;12)을 복수회 꼬아서 권선한 케이블 비드(cable bead)에 있어서,
상기 외층선(12)은 인장강도가 2285~2650Mpa이며, 0.84~1.03%의 탄소를 함유한 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.
제1항에 있어서,
상기 외층선(12)은 크롬 0.2~2.0%를 함유한 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 심선은(11)은 인장강도가 2285~2650Mpa이며, 탄소 0.57~1.03%를 함유한 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.
제3항에 있어서,
상기 심선은(11)은 크롬 0.2~2.0%를 함유한 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.
제3항에 있어서,
상기 외층선(12) 및 심선(11)은 산세, 1차 신선, 소입열처리 및 피막처리, 2 차 신선의 일련의 와이어 가공을 거친 후, 350~450℃로 블루잉(Blueing) 열처리되며, 신율이 5% 이상인 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.
제5항에 있어서,
상기 심선(11)의 양단부는 용접되며, 용접 후 소둔 열처리되되,
(1) 탄소가 0.57% 이상이며 0.7% 미만인 경우, 800℃~900℃로 소둔 열처리되며,
(2) 탄소가 0.7% 이상이며 0.9% 미만인 경우, 700℃±50℃로 소둔 열처리되고,
(2) 탄소가 0.9% 이상인 경우, 550℃~600℃로 소둔 열처리되어,
상기 양단부가 용접되는 용접부의 강도가 상기 심선(11) 강도의 70% 이상인 것을 특징으로 하는 초고강도 케이블 비드.