KR20160064324A - 표면 흑연화 선재 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서 3~7mm의 깊이까지 흑연화된 표면부를 갖는 표면 흑연화 선재를 제공한다.

Description

표면 흑연화 선재 및 그 제조 방법 {SURFACE GRAPHITE STEEL ROD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 산업기계 또는 자동차 등의 기계부품에 사용될 수 있는 표면 가공성이 우수한 선재에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 흑연화 처리시간을 대폭 줄일 수 있는 표면 흑연화 선재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

절삭 가공의 경우 경도가 높으면 공구 끝단의 마모가 크고, 공구의 수명이 짧아지며, 특히 소재의 표면부를 가공하는 선삭 가공의 경우 소재 표면 경도가 낮을수록 가공에 유리하다. 또한 선삭 가공 중 칩(chip)이 적절하게 분절되지 않으면, 발생된 칩의 배출이 제대로 이루어지지 않고, 이는 공구 파손의 원인이 된다. 특히 최근에는 자동 선반에 의해 무인으로 절삭 가공되는 경우가 많아, 발생한 칩들이 복잡하게 엉켜서 이를 제거하기 위한 불필요한 작업을 해야 하므로 생산성이 떨어지게 된다. 따라서 공구 수명뿐만 아니라 칩이 적당한 길이로 분절되는 칩처리성이 요구되고 있다.

이를 위해 종래에는 Pb, Bi, S 등을 첨가하여 피삭성을 향상 시켜왔다. 이중 Pb가 가장 효과적인 쾌삭성 향상 원소로써 사용되고 있는데, 이는 융점이 327℃정도로 매우 낮기 때문에, 절삭 가공 중 강재에 분포하고 있는 Pb가 녹아 강이 취화되어 칩처리성이 향상되며, 용융된 Pb는 절삭 중 윤활제로도 작용하여 공구의 수명이 늘어나기 때문이다.

그러나, 대표적인 피삭성 향상원소인 Pb의 경우 절삭 작업 시 유독성 가스를 배출하여 인체에 매우 유해한 원소이며 강재의 재활용 측면에서도 불리하다. 이를 대체 하기 위하여 S, Bi, Sn 등이 제안되었지만, 이들 원소는 단독으로는 피삭성 개선 효과가 적거나 또는 일부 원소는 매우 고가이기 때문에 Pb의 대체 원소로 사용하기에는 한계가 있다. 예를 들어, S는 피삭성 향상에는 효과가 있지만, 다량으로 첨가될 경우 열간 가공 방향으로 길게 뻗은 MnS가 다량으로 형성되고 기계적 성질에 이방성을 일으켜 인성을 저하시키는 등의 문제를 야기시킨다. 이로 인해 열간 압연시 끝단이 갈라져, 이를 보완하기 위해 연필의 첨단 형상과 같이 가늘게 깎는 등의 작업이 추가되어 생산성을 저하시킨다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로, 종래 피삭성 부여원소 같이 윤활성을 가져 절삭가공 시 절삭공구의 마모를 억제할 수 있는 흑연을 적극 사용하는 방법이 오래 전부터 논의되어 왔다. 그러나 강에 탄소를 첨가하면 일반적으로는 시멘타이트로 석출되므로, 흑연을 얻는 것이 쉽지 않다. 흑연을 석출시키기 위해서는 장시간의 소둔을 해야 하는데 이는 비용 증가를 야기시킬 뿐만 아니라, 열처리 중 강재에 탈탄을 일으켜, 최종 부품의 성능에 악영향을 미치는 폐해가 발생한다.

사용자가 실제 가공공정에 적용하기 위해서는 미리 흑연화 된 강재를 사용자에 제공하여 추가적인 흑연화 처리를 하지 않고도 절삭가공을 실시할 수 있게 하거나, 그렇지 않으면 고객이 매우 짧은 시간 동안의 흑연화 처리 후 바로 절삭가공에 이용할 수 있도록 할 필요가 있는데, 상기와 같은 조건을 만족시키기 위해서는 연속된 공정으로 흑연화를 완료할 수 있을 정도로 흑연화 처리시간이 매우 짧아야 한다. 그러나, 아직까지 연속 공정에 적용할 수 있을 만큼의 흑연화 시간을 단축시킨 기술은 개발되어 있지 못한 실정이다.

본 발명의 일태양은 흑연화 속도가 빨라 흑연화율이 높은 표면 흑연화 선재를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 일태양은 흑연화 속도가 빨라 흑연화율이 높은 표면 흑연화 선재의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일태양은, 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서 3~7mm의 깊이까지 흑연화된 표면부를 갖는 표면 흑연화 선재를 제공한다.

본 발명의 또 다른 일태양은, 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌레트를 얻는 단계: 상기 빌레트를 900~1000℃의 온도에서 60분 이상 유지하는 단계: 상기 유지된 빌레트를 850~900℃ 온도에서 선재압연하고 권취하는 단계; 및 상기 권취된 선재를 0.5℃/s이하의 냉각속도로 600℃까지 냉각한 후, 공냉하는 단계를 포함하는 표면 흑연화 선재의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따라, 선재 표면부에 흑연화 속도가 빨라 흑연화율이 높은 것을 이용하여, 선재 압연중 또는 냉각과정에서 선재의 표면부를 선택적으로 흑연화 시킴으로써, 연속공정을 통하여도 표면부 절삭성이 우수하며 선삭 가공에 적합한 흑연화 선재를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 표면부만을 흑연화 시킨 선재의 단면을 나타내는 개념도이다.

본 발명은 흑연화 처리시간을 대폭 줄일 수 있는 표면 흑연화 선재에 관한 것이다.

본 발명의 일태양인 표면 흑연화 선재는, 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서 3~7mm의 깊이까지 흑연화된 표면부를 갖는다.

이하, 상기 강재의 성분조성에 대해서 한정한 이유에 대하여 구체적으로 설명한다 (하기 성분조성은 특별한 기재가 없는 한 모두 중량%를 의미한다).

탄소(C): 0.80~1.50%

탄소는 흑연의 성분 원소로 흑연을 형성하기 위해서는 필수적인 원소이다. 강재의 열간압연 중 흑연을 직접 석출시키거나 냉각 시 생성된 시멘타이트를 최대한 빨리 흑연화시키기 위한 방법 중 하나가 바로 탄소 활동도를 높이는 것이다. 탄소 함유량이 0.80%미만에서는 그 효과가 적고 1.50%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 열간 연성을 저하시키므로, 탄소의 성분 범위를 0.80~1.50%로 한정하는 것이 바람직하다.

실리콘(Si): 2.0~3.0%

실리콘은 용강제조 시 탈산제로서 필요한 성분이며 강중의 세멘타이트를 불안정하게 하여 탄소가 흑연으로 석출될 수 있도록 하는 흑연화 촉진원소이기 때문에 적극적으로 첨가한다. 2.0%미만에서는 그 효과가 작고, 실리콘이 3.0%를 초과하여 첨가되면 흑연화 촉진의 효과는 포화되며 비금속 개재물이 증가에 따른 취성유발과 열간 압연시 탈탄을 크게 할 수 있기 때문에, 2.0~3.0%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

망간(Mn): 0.01~0.5%

망간은 강의 강도를 증가시키고 충격특성에 영향을 미치는 합금원소이며 압연성을 증가시키고 취성을 감소시키는 한편 흑연 생성속도를 저하시키기 역할을 한다. 망간은 0.01% 미만으로 첨가될 경우 강도 강화 효과가 너무 약하며, 0.5%를 초과하여 첨가하면 흑연화 시간이 길어진다.

인(P): 0.030%이하

인은 흑연화를 촉진하는 원소이지만, 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고 지연파괴 저항성 감소, 표면결함 발생을 조장한다. 이러한 부작용을 막기 위해서 인의 함유량은 0.030% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

황(S): 0.030%이하

황은 흑연화를 크게 저해하는 원소일뿐만 아니라, 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키고 저융점 유화물을 형성시켜 열간 압연을 저해하므로 그 상한을 0.030%이하로 한정하는 것이 바람직하다.

붕소(B): 0.002~0.006%

붕소는 질소와 결합하여 질화붕소(BN)를 형성하고 흑연의 핵으로서 작용하여 흑연화를 촉진시키기 때문에 적극적으로 첨가하는 원소이다. 0.002%미만에서는 그 첨가효과가 미흡하여 0.002% 이상 첨가할 필요가 있으며, 0.006%를 초과하여 첨가할 경우에는 더 이상 효과상승을 기대할 수 없으며, 동시에 입계에 보론계 질화물의 석출로 인해 입계강도를 저하시켜서 열간 가공성을 저하시키기 때문에 첨가 범위를 0.002~0.006%로 한정하는 것이 바람직하다.

질소(N): 0.004~0.008%

질소는 붕소, 알루미늄과 결합하여 질화물들을 형성하고 이것들을 핵으로 하여 흑연 생성과 성장을 촉진시키기 때문에 적극적으로 첨가한다. 한편 흑연화 촉진에 유효한 질화물들을 형성하기 위해서는 붕소, 알루미늄과 거의 비슷한 당량으로 첨가하는 것이 바람직하나 이러한 질화물들을 균일하게 미세 분산시키기 위해서는 화학 당량보다도 조금 높게 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 질소는 동적인 변형시효에 의해 칩처리성을 개선하기 때문에 조금 과다하게 첨가하는 것이 유리하다. 이러한 이유로 0.004%이상 첨가하는 것이 필요하지만 0.008%를 초과하여 첨가할 경우 그 효과가 포화되기 때문에 0.004~0.008%로 한정하는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al): 0.01~0.03중량%

알루미늄은 강력한 탈산 원소로써 탈산에 기여할 뿐만 아니라, 흑연화를 촉진시키는 유용한 원소이다. 흑연화 열처리시 세멘타이트의 분해를 촉진하는 것과 동시에 질소와 결합하여 AlN을 형성함으로써 세멘타이트의 안정화를 방해하는 역할을 한다. 또한, 알루미늄 첨가에 의해 강 중 형성되는 알루미늄 산화물은 BN의 석출핵이 되기도 하고, 흑연의 결정화를 촉진하는 점에서 효과적이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하지만, 그 함량이 과다한 경우 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 열간 변형성이 현저하게 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 알루미늄 함량의 상한은 0.03중량%인 것이 바람직하다.

산소(O): 0.005% 이하

산소는 알루미늄과 결합하여 산화물을 형성한다. 이러한 산화물의 생성은 알루미늄의 유효농도를 감소시키게 된다. 그 결과 흑연의 결정화에 유용한 AlN의 생성량이 감소되며 따라서 실질적으로는 흑연화 작용을 방해하는 결과를 유발한다. 또한, 다량의 산소가 함유됨으로써 형성되는 알루미나 산화물은 절삭 시 절삭공구를 손상시키기 때문에 피삭성의 저하를 초래한다. 이러한 이유로 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 0.005% 까지는 상기한 산소에 의해 유발되는 문제점이 그리 크지 않기 때문에, 그 상한을 0.005%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 아들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

본 발명의 표면 흑연화 선재는 상기의 성분계를 만족하면서 표면에서 3~7mm 의 깊이까지 흑연화된 표면부를 갖는 것이 바람직하다. 선재의 표면에서 3~7mm의 깊이까지 흑연화되는 표면부를 가짐으로써, 도 1의 선재의 단면의 개념도와 같이 선재의 테두리부분만 흑연화된 구조를 갖게 된다. 이와 같이, 선재 표면부에만 흑연을 석출시켜, 펄라이트상을 갖는 중심부는 높은 강도를 유지하면서도 페라이트+흑연+펄라이트상으로 이루어진 표면은 흑연에 의한 절삭성을 향상으로 선삭 가공에 유리한 선재를 제공할 수 있다. 이렇게 표면부에서만 흑연화가 되는 이유는 선재 압연 시 선재표면부가 압연롤과의 접촉에 의해 급격한 온도 하강에 따라 상대적으로 저온 압연되고, 이로 인해 표면부로 갈수록 AGS(austenite grain size)가 미세해져 흑연화 석출 속도가 촉진되기 때문으로 보인다. 이렇게 표면부만 선택적으로 흑연화가 되면 이 영역은 페라이트 분율이 늘어나 경도 값이 낮아지고 생성된 흑연으로 인해 표면에서의 절삭성이 향상된다.

본 발명의 선재의 흑연화된 표면부의 미세조직은 면적분율로 50% 이상의 페라이트를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 설명한 바와 같이, 표면에서의 절삭성의 향상을 위하여 흑연화된 표면부의 미세조직은 면적분율로 50% 이상의 페라이트를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 선재의 흑연화된 표면부는 200Hv 이하의 경도 값을 갖는 것이 바람직하다. 상기 흑연화된 표면부가 200Hv를 초과하는 경도 값을 갖는 경우, 절삭 시 공구마모가 가속화되기 때문에 표면 절삭성 향상 효과가 없으므로, 200Hv 이하의 경도 값을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 선재의 흑연화된 표면부는 면적분율로 0.1% 이상의 흑연립을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 흑연립의 크기는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 표면부가 면적분율로 0.1% 미만의 흑연립을 포함할 경우 절삭공구의 윤활효과가 감소할 수 있어 바람직하지 못하고, 상기 흑연립의 크기가 10㎛를 초과할 경우, 절삭특성, 특히, 절삭면 표면 조도 특성이 저하될 수 있으므로, 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 표면 흑연화 선재의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 또 다른 일태양인 표면 흑연화 선재의 제조 방법은, 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌레트를 얻는 단계; 상기 빌레트를 900~1000℃의 온도에서 60분 이상 유지하는 단계; 상기 유지된 빌레트를 850~900℃ 온도에서 선재압연하고 권취하는 단계; 및 상기 권취된 선재를 0.5℃/s이하의 냉각속도로 600℃까지 냉각한 후, 공냉하는 단계를 포함한다.

상기의 성분계를 만족하는 빌레트를 900~1000℃의 온도에서 60분 이상 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 성분계는 과공석 조성이므로 탄소의 중심 편석을 피하기 위해서는 빌레트를 60분 이상 충분한 시간 동안 가열하는 것이 필요하다. 이러한 가열 이후, 빌레트를 선재로 열간압연 하기 위해서는 900℃ 미만에서 가열하면 강의 변형능력이 부족하여 열간압연 시 문제를 유발할 수 있고, 1000℃를 넘으면 전체적으로 조대한 미세조직이 형성되어 흑연이 생성이 지연되므로, 흑연의 석출을 촉진 하기 위해서는 1000℃ 이하의 가열온도를 유지할 필요가 있다.

그리고 상기 가열된 빌레트를 850~900℃ 온도에서 선재로 열간압연 후 권취하는 것이 바람직하다. 상기 가열된 빌레트는 열간 압연 시 압연롤과의 접촉에 의해 소재 표면부의 온도가 급격하게 하락하여 중심부에 비해 낮은 온도에서 압연되며, 이로 인해 표면부에는 중심부에 비해 미세한 조직이 형성되어 냉각과정 중 표면부에서 더 빠르게 흑연화가 진행된다. 표면부 흑연화를 유도하기 위한 적절한 압연온도는 850~900℃ 사이가 되는데, 그 이유는 850℃ 이하에서는 압연부하가 커져 압연작업 시 어려움이 있고, 900℃ 이상이 되면 결정립 조대화로 표면부 흑연화 시간이 길어져 인라인 연속 공정으로는 흑연을 석출시킬 수 없기 때문이다. 상기 열간압연을 통하여 상기 빌레트는 선재로 압연되고, 압연을 마친 선재는 바로 권취되는 것이 바람직하다.

상기 권취된 선재를 0.5℃/s이하의 냉각속도로 600℃까지 냉각한 후, 공냉하여 표면 흑연화 선재를 얻는 것이 바람직하다. 상기 권취 후 가능한 서냉함으로써, 표면에서 흑연의 석출을 더욱 진행시켜 페라이트양이 많아지게 하여 선재 표면을 연화시킬 수 있다. 0.5℃/s 이하의 냉각속도는 선재 표면부에서는 열간압연 시 생성된 미세한 조직에 흑연이 석출될 수 있는 충분한 시간이지만, 중심부에서 흑연이 석출하기에는 불충분한 시간이므로 최종적으로는 표면부에서만 우선적으로 흑연이 형성된다. 따라서 600℃까지의 냉각속도는 0.5℃/s 이하로 서냉을 하는 것이 바람직하며, 이러한 냉각속도를 유지하기 위하여, 권취된 코일상태의 선재를 커버를 닫는 등의 방법으로 밀폐시켜 냉각속도를 늦추는 것이 바람직하다. 600℃까지 0.5℃/s 이하로 냉각 후 공냉하는 것이 바람직한데, 이는 600℃ 미만의 온도에서는 변태가 완료된 상태로 냉각속도의 변화가 조직에 미치는 영향이 없기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 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.

[ 실시예 ]

하기, 표1과 같은 성분계를 갖는 강들을 시료로 하여 잉고트로 주조 후, 1250℃에서 8시간 균질화 열처리한 후 공냉한 시료를 가지고 선재 압연을 실시하였다. 선재 압연은 표 2의 조건으로 최종 선경 27mm로 하였으며, 그 단면의 표면에서부터 중심부방향으로 흑연화 된 깊이를 측정하였다.

표 3에 표면흑연화 깊이, 표면경도 및 피삭성을 평가하기 위한 공구마모깊이를 측정하여 나타내었다. 표면흑연화 깊이는 선재 표면에서부터 시작하여 페라이트 분율이 50% 이하가 되는 지점까지의 깊이로 정의하였으며, 경도 측정은 표면에서 2mm아래 떨어진 지점에서 비커스 경도기(Vickers hardness)로 5회 측정 한 후 그 평균값을 기준으로 하였다.

피삭성을 평가하기 위해 선재를 25mm CD-bar로 냉간 인발 한 후, 자동선반을 이용하여 선삭 가공하였다. 피삭성 평가를 위해 소재의 초기직경 25mm에서 15mm까지 180개 선삭한 후 그때의 공구의 마모 깊이를 측정하였으며, 이때 절삭 속도는 150m/min, 0.05mm/rev로 절삭유를 사용하여 가공하였다.

구분		C	Si	Mn	P	S	B	Al	N	O
발명예	1	1.1	3.0	0.1	0.02	0.01	0.003	0.021	0.006	0.004
	2	0.8	2.8	0.2	0.02	0.03	0.004	0.026	0.005	0.005
	3	0.9	2.6	0.2	0.03	0.02	0.002	0.025	0.008	0.001
	4	0.8	2.9	0.3	0.03	0.02	0.004	0.027	0.005	0.01
	5	1	2.9	0.2	0.02	0.03	0.004	0.025	0.005	0.01
	6	0.9	2.7	0.1	0.01	0.03	0.005	0.021	0.004	0.003
비교예	1	0.4	2.9	0.1	0.02	0.02	0.002	0.021	0.005	0.01
	2	0.9	1.5	0.3	0.01	0.01	0.002	0.030	0.004	0.02
	3	1.1	2.6	1.1	0.01	0.02	0.004	0.014	0.005	0.01
	4	0.8	2.8	1.2	0.02	0.02	0.003	0.021	0.004	0.01
	5	1.1	2.7	0.1	0.02	0.02	0.002	0.018	0.006	0.03
	6	0.9	2.9	0.1	0.03	0.02	0.003	0.022	0.005	0.004

구분		가열온도 (℃)	압연 온도(℃)	냉각 속도 (℃/s)
발명예	1	980	890	0.5
	2	980	880	0.4
	3	1000	890	0.4
	4	980	870	0.5
	5	960	850	0.4
	6	1000	890	0.5
비교예	1	980	890	0.3
	2	990	900	0.4
	3	980	880	0.5
	4	1100	980	0.5
	5	1090	970	0.4
	6	960	880	2.0

구분		표면흑연화 깊이(mm)	표면부 경도 (Hv)	공구마모깊이(㎛)
발명예	1	5	166	103
	2	6	160	107
	3	5	158	128
	4	6	163	132
	5	5	170	121
	6	5	158	119
비교예	1	3	310	330
	2	0	342	480
	3	2	345	320
	4	<1	336	370
	5	<1	332	430
	6	<1	343	430

표 1 내지 3에서 알 수 있듯이 흑연화 촉진을 위해 첨가된 원소나 흑연화를 저해하는 원소가 적정 범위를 벗어났을 때는 흑연화가 제대로 완료되지 못하여 흑연화된 깊이가 충분하지 않음을 알 수 있다. 또한, 표 2와 표 3의 비교를 통해 가열온도가 1000℃이상이 되거나, 압연온도가 900℃ 이상일 경우 그리고 권취 후 냉각속도가 0.5℃ 이상에서도 역시 흑연화가 전혀 이루어지지 않거나 혹은 표면부의 흑연화된 깊이가 충분하지 않았다. 표면부에서 흑연화가 제대로 이루어지지 않은 경우 흑연화된 경우에 비해 표면부 직하에서 측정된 경도값은 약 2배 정도 더 높았으며, 흑연화가 이루어지지 않았기 때문에 흑연립에 의한 피삭성 향상효과가 거의 없었으며, 결과적으로는 동일한 절삭을 한 후 공구마모 깊이 정도가 큰 것을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서 3~7mm의 깊이까지 흑연화된 표면부를 갖는 표면 흑연화 선재.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 흑연화된 선재의 표면부의 미세조직은 면적분율로 50% 이상의 페라이트를 포함하는 표면 흑연화 선재.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 흑연화된 선재의 표면부는 200Hv 이하의 경도 값을 갖는 표면 흑연화 선재.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 흑연화된 선재의 표면부는 면적분율로 0.1% 이상의 의 흑연립을 포함하는 표면 흑연화 선재.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 흑연립의 크기는 10㎛ 이하인 표면 흑연화 선재.
   
6. 중량%로, C: 0.80~1.50%, Si: 2.0~3.0%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, B: 0.002~0.006%, N: 0.004~0.008%, Al: 0.01~0.03%, O: 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌레트를 얻는 단계;
   상기 빌레트를 900~1000℃의 온도에서 60분 이상 유지하는 단계;
   상기 유지된 빌레트를 850~900℃ 온도에서 선재압연하고 권취하는 단계; 및
   상기 권취된 선재를 0.5℃/s이하의 냉각속도로 600℃까지 냉각한 후, 공냉하는 단계를 포함하는 표면 흑연화 선재의 제조 방법.

Images